1、98 建设科技特 别 关 注The Special Focus“华夏奖”专刊2022 年“华夏建设科学技术奖”获奖项目（一等奖）废旧沥青路面绿色高值化冷态再生循环利用关键技术及示范应用索智1 季节1 金珊珊1 王真3 王佳妮1 李兴海2 薛忠军2 杨丽英3 刘元炜4 张然1 亓帅1 布海玲3 孙贵新4 张奥2 刘腾飞4(1.北京建筑大学，北京 1 0 0 0 4 4；2.北京市道路工程质量监督站，北京 1 0 0 0 7 6；3.北京市政路桥建材集团有限公司，北京 1 0 2 6 0 0；4.中交第三公路工程局有限公司，北京 1 0 0 3 0 0)摘要 围绕废旧沥青路面绿色高值化再生利用中“
2、新旧沥青之间混溶难”、“残余水对性能牵制强”和“施工质量变异性大”等技术难题，在国内外率先将“烹饪废油处治”和“废旧沥青路面材料再生”结合，发明了沥青质沉淀干扰技术，研发了生物油基系列再生新材料，实现了老化沥青冷态活化再生技术的“促溶升级”；研发了确定残留含水率的试验方法，提出了旧料预润技术，建立了基于性能平衡的设计方法，实现了冷态活化沥青再生技术的“减水增效”；建立了再生材料多指标分级数据库，构建了生产施工质量控制体系，实现了冷态活化沥青再生技术的全流程“控变提质”。“产学研用”以废治废形成了具有自主知识产权的废旧沥青路面绿色高值化冷态再生循环利用关键技术，推动了传统再生沥青路面工程的技术升
3、级，实现了全产业链技术应用和示范，促进了交通运输行业绿色、循环、低碳发展，取得了显著的经济和社会效益。关键词 沥青路面；再生沥青；植物油再生剂；冷态活化；绿色再生Key Technology and Application Research of Green and High-value Cold Recycling of Waste Asphalt PavementSuo Zhi1,Ji Jie1,Jin Shanshan1,Wang Zhen3,Wang Jiani1,Li Xinghai2,Xue Zhongjun2,Yang Liying3,Liu Yuanwei4,Zhang Ran
4、1,Qi Shuai1,Bu Hailing3,Sun Guixin4,Zhang Ao2,Liu Tengfei4(1.Beijing University of Civil Engineering and Architecture，Beijing,100044；2.Beijing Road Engineering Quality Supervision Station,Beijing,100076；3.Beijing Municipal Road&Bridge Construction Group Co.,Ltd.,Beijing,102600；4.China Communications
5、 Third Highway Engineering Co.,Ltd.,Beijing,100300）Abstract:Focusing on technical problems such as poor miscibility between virgin and aged asphalt,residual moisture having strong restriction on performance and construction quality variability in the green high-value recycling of waste asphalt pavem
6、ent,this paper introduced the application of combining cooking waste oil treatment and waste asphalt pavement material recycling,invented asphaltene precipitation interference technology,and developed a series of bio-oil-based renewable new materials,which realized the solubilization upgrade of cold
7、 activation and regeneration technology of aging asphalt.The test method for determining the residual moisture content was developed,the pre-wetting technology of old materials was proposed,and the design method based on performance balance was established,so as to realize the water reduction and ef
8、ficiency increase of cold-activated asphalt recycling technology.A multi-index grading database of recycled materials has been established,a quality control system for production and construction has been constructed,and the whole process of cold activated asphalt recycling technology has been contr
9、olled and improved.Industry-university-research-application has formed a key technology of green and high-value cold recycling of waste asphalt pavement with independent intellectual property rights,promoted the technological upgrading of traditional recycled asphalt pavement engineering,realized DO
10、I:10.16116/ki.jskj.2023.11.022建设科技 99一 等 奖the application and demonstration of the whole industry chain technology,and promoted the green,circular and low-carbon development of the transportation industry,which have achieved significant social and economic benefits.Keywords:asphalt pavement,recycled
11、 asphalt,vegetable oil regeneration agent,cold state activation,green regeneration道路作为重要的交通运输行业的重要基础设施，在我国经济和社会发展中起到了巨大作用。截至2021年底，我国公路总里程已达528万公里，其中高速公路16.1万公里，居世界第一。在各等级道路结构多采用沥青路面，占比达95%以上，为保障道路安全、顺畅、舒适的服务水平，需要对其进行养护维修，我国每年需要维修的道路约20万公里（是新建的5倍以上），每年产生的废旧沥青材料近4亿吨。如何绿色高值化地利用废旧料是破解石料过度开采、建筑垃圾污染和生态环境
12、破坏的重要手段，更是道路基础设施建设低碳可持续发展，实现我国从交通运输大国向强国跃升的关键性和国际性难题。冷再生技术作为一种新型的沥青路面再生技术，不像热再生沥青混合料那样需要对矿料、沥青进行高温加热，主要采用水蒸气发泡或皂液乳化等方式处置基质沥青，使其能够与矿料、废旧料在常温下进行拌和、摊铺和碾压成型，具有节约能源、减少有害气体排放、延长施工季节等突出的优点，并能够利用现有的设备进行生产与施工。传统冷再生材料性能差，难以满足路面面层技术要求，仅能低品质的用在底基层，大材小用，亟待通过科技创新，全产业链实现再生技术绿色高值化升级。对此，课题组依托国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科
13、学基金、北京市科技新星计划等10余项国家及省部级课题和北京市高精尖创新中心等科研平台的支持下，围绕废旧沥青路面绿色高值化冷态再生循环利用关键技术问题进行了近10年的科技攻关与工程应用，解决了传统冷再生沥青技术中“新旧沥青之间混溶难”、“残余水对性能牵制强”、“施工质量变异性大”三大技术难题，形成了具有自主知识产权的废旧沥青路面绿色高值化冷态再生循环利用关键技术。1 项目主要创新点（1）发明了沥青质沉淀干扰技术，利用烹饪废油中生物质组分研发了冷态活化沥青再生材料，实现了传统冷再生技术的“促溶升级”。针对传统沥青再生技术中新旧沥青之间混溶难、老化沥青性能恢复不足的问题，揭示了老化沥青冷再生混合料中
14、新旧沥青胶体之间的混溶规律和结构的重塑机理，发明了基于新旧沥青胶体混溶规律的沥青质沉淀干扰技术；提出了增溶降粘、稀释调和、强效改性的材料活化再生原则，利用烹饪废油中富含的脂肪酸类油分极性基团，研发了冷态活化再生剂、冷态活化再生沥青和冷态活化再生沥青混合料;引入活性基团(增容剂和增韧剂)和触媒介质(抗老化剂)构建了冷态活化老化沥青再生技术新体系。提高了老化沥青冷再生混合料中新旧沥青相容和易性，与国内外同类产品相比，旧料老化沥青得到了性能恢复，新旧料均匀程度提高1倍以上，再生剂成本降低50%以上，再生混合料可100%使用废旧料作为骨料，且疲劳性能提高 30%以上（见图1）。图1 基于新旧沥青胶体混
15、溶规律的沥青质沉淀干扰技术（2）揭示了残余水分对混合料强度的影响机理，提出了预润工艺和残留含水率评价的试验方法，建立了冷再生混合料性能平衡设计方法，实现了冷态活化沥青再生技术的“减水增强”。图2 再生混合料中残余水分的迁移规律针对沥青冷再生混合料中残余水分导致石料表面新旧沥青均匀性差、易剥蚀的难题，揭示了再生混合料中残余水分的迁移规律和强度影响机理，研发了量化集料残留含水率的试验方法，提出了采用研发的植物油基再生剂冷态活化处治废旧料的预润技术，增强了废旧沥青混合料界面憎水亲油能力，形成了基于性能平衡的冷态100 建设科技特 别 关 注The Special Focus“华夏奖”专刊活化沥青再生
16、混合料设计方法。与国内外同类技术相比，增强了废旧料界面憎水亲油能力1倍以上，残留水含量降低50%以上，再生混合料强度提高80%以上，可以应用于高等级道路结构层（见图2）。（3）建立了再生材料多指标分级数据库，构建了生产施工质量控制体系，提出了挤压揉搓混溶和低频高幅强震的新工艺，实现了冷态活化沥青再生技术的全流程“控变提质”针对传统沥青冷再生混合料生产和施工适应性不足，质量变异性大的问题，提出了旧料品质动态监控与均质化分级方法，建立了废旧沥青路面材料多指标分级数据库，构建了冷态活化沥青再生混合料生产质量控制体系；基于路面各层位需求和混合料压实特征，提出了混合料正逆向性能优化调控技术和“高频低振”和“低频强振”等新工艺，首次将预润工艺纳入再生技术标准，编制了北京市沥青路面厂拌冷再生技术规范(DB11/T1634-2019)。与国内外同类技术相比，解决了冷态活化沥青再生混合料难压实的技术难题，实测压实度均达 98%以上，离析度降低1倍以上，满足了高等级公路路面结构层对材料的技术要求（见图3）。图3 全产业链冷态活化再生技术工艺优化和设备改造2 知识产权和主要技术成果本 项 目 获 国 家 授
