2019年度中国公路学会科学技术奖公示

2019年度中国公路学会科学技术奖公示

沥青路面高效全再生技术与装备项目公示信息

1 项目名称：沥青路面高效全再生技术与装备

2 项目简介

本项目依据国家中长期科技发展规划，结合道路建设中节能减排的重大需求，依托陕西省和交通运输部科研计划等课题，经过6年多的科技攻关和工程实践，针对目前公路养护行业中存在的沥青路面废旧材料循环再生“三低”问题，从原位再生和工厂再生两个方面入手，开展了再生剂新材料的研发、新型再生设备的研制、废旧沥青再生材料配合比设计方法研究和实体工程应用的生产实践，成功的建立了废旧沥青路面高效利用和材料全部循环利用的成套技术体系。通过研究，本项目自主研发了渗透再生剂、首次研制了工厂化废旧沥青混合料分离再生装备和沥青路面就地温再生装备，创新了旧沥青路面高效全再生技术，实现了废旧沥青混合料高效率使用、高性能再生、高价值利用。主要技术创新如下：

1.研究了废旧沥青混合料微观结构界面黏结特性，发现了在力场与微波场条件下沥青胶浆与石料表面黏结力的失效机理，建立了场强、温度和时间与黏结力之间的对应关系，首创了废旧沥青与石料分离技术和沥青路面微波辅助渗透技术，提出了沥青路面高效全再生新理念。

2.基于废旧沥青有效性能评价和分离再生集料特性分析，提出了全再生沥青混合料设计方法。采用GEMINI方法制备了脂肪基聚氧乙烯醚衍生物、改性支链醇醚乙氧基化合物和芳香族轻质油的稳定分散体系，研发了具备高活性和双亲特性的渗透再生剂，显著提高了再生沥青混合料的路用性能。

3.首次研制了基于废旧沥青混合料分离技术的工厂化再生装备，采用粗剥离、细剥离和精剥离三级油石分离手段，控制了分离再生材料的变异性，满足了再生集料技术要求。创新研制了基于沥青路面微波辅助渗透技术的就地温再生装备，采用紧凑型螺旋径向微波发射器阵列排布，提高了微波场分布均匀性和渗透再生剂渗透效率，达到了7分钟快速渗透再生沥青路面5cm厚的技术要求。

4.自主研发了能够与沥青混合料拌和楼配套的分离再生材料智能化提升及添加设备，提出了分离再生废旧沥青混合料的生产、施工工艺，实现了100%厂拌热再生。提出了微波和渗透再生剂协同作用的施工工艺，实现了在不超过130℃条

件下旧沥青路面就地温再生。建立了沥青路面高效全再生施工技术体系，编制了施工技术标准。

3客观评价

针对查新点：

（1）磨细废旧沥青混合料制备工艺：首先，采用鄂式破碎设备对废旧沥青混合料进行破碎，后经反击式破碎设备和高压喷水器，对废旧沥青混合料中的废旧沥青和集料进行粗剥离，再经锤式破碎机对粗剥离的废旧沥青混合料进行细剥离，然后，对其进行筛分归类，经过能够降温的立式磨机对含有粒径小于3mm 的废旧沥青材料进行研磨后，形成磨细废旧沥青混合料。

（2）磨细废旧沥青混合料中废旧沥青的针入度不小于20（25℃,0.1mm），延度不小于5（15℃,cm），磨细废旧沥青混合料的含水率不大于1%，砂当量不小于60%。

（3）采用热风温度为300℃～350℃的烘干筒对磨细废旧沥青混合料进行烘干，将烘干后磨细废旧沥青混合料直接添加到沥青混合料拌和楼的拌缸中，进行再生沥青混合料的生产。

陕西省科学技术信息研究所查新结论：查新结果表明，通过对比国内外相关文献分析，未发现与本项目委托查新点相同的国内外文献报道。

针对查新点：

（1）通过复配微波敏感材料、芳烃油体系和表面活性剂，研发出一种沥青路面无损温再生剂，该再生剂在微波辅助作用下可渗透到路面一定深度，通过物理溶融及化学改性手段软化再生沥青路面，实现了沥青路面无损温再生。

（2）研发了一中微波辅助渗透墙，该墙采用紧凑型螺旋径向阵列方式排布微波发射器并利用金属网屏蔽天线口径平面以下的辐射，并将该微波辅助渗透墙集成到车，形成一以微波为辅助渗透方式的沥青路面辅助养护车。

查新报告结论：相关国内外文献未见查新点内容相同的文献报道。

2 专家评价意见

（1）专家验收评价意见

1）首次成功研发出废旧沥青混合料分离设备、废旧沥青混合料复合磨机及相应的工艺过程；

2）提出了磨细废旧沥青混合料的技术指标、标准及再生混合料配合比设计

方法；

3）结合实体工程，提出了掺磨细废旧沥青混合料的再生沥青混合料生产、施工工艺，并编制了《磨细废旧沥青混合料再生沥青路面施工技术指南》。

该研究成果具有独创性、实用性，推广应用前景广阔，社会经济效益显著，总体指标居国际先进水平，其中废旧沥青混合料分离技术创国际领先水平，一致同意通过验收。

（2）专家验收评价意见

1）研发了适用于不同气候条件的系列沥青路面温再生剂，提出了微波和温再生剂协同作用的沥青路面再生技术，实现了沥青路面的高效高性能再生。

2）研制了基于紧凑型螺旋径向阵列方式的微波发射装置，解决了微波辐射平面不均匀问题，并集成了以微波为辅助渗透方式的沥青路面养护车。

3）研发了常温呈松散状态并可长期储存的温拌温补料，可实现沥青路面坑槽等病害的快速修复。

项目研究成果已在沥青路面养护中应用，经济和社会效益显著，推广前景广阔。项目研究成果创新性突出，总体上达到国际领先水平。

4应用情况

项目成果已在陕西西禹高速公路、福银高速丹凤段、耀州至照金红色旅游路、西安市二级公路、西安市政道路、浙江杭千高速、安徽合六叶高速及河北石黄高速等多个省市20余项养护工程中得到成功应用，利用废旧路面材料高达70多万吨，不仅减少了开山采石料，还降低了抛弃旧料对环境的影响，提高了废旧路面材料的掺加量、利用率及利用价值，同时，延长了道路使用寿命，节约了大量的养护维修资金。

5主要知识产权和标准规范等目录

6主要完成人情况

7主要完成单位及创新推广贡献

第1完成单位：西安公路研究院。主要贡献：负责研究大纲的制定和实施，负责沥青路面高效全再生技术体系的建立，分离再生设备研发以及分离再生技术应用和产业化。主要创新性贡献包括：首创了废旧沥青与石料分离技术，提出了沥青路面高效全再生新理念；提出了全再生沥青混合料设计方法；首次研制了基于废旧沥青混合料分离技术的工厂化再生装备，再生材料满足了再生集料技术要求；提出了分离再生废旧沥青混合料的生产、施工工艺，编制了施工技术标准。为项目的研究成果在陕西省及外省的推广应用做出了贡献。

第2完成单位：中交第一公路勘察设计研究院有限公司。主要贡献：全面负责旧沥青路面就地温再生技术研究，负责温渗透再生剂、微波辅助渗透装备等研发以及产业化。主要创造性贡献包括：研发了基于沥青路面微波辅助渗透技术的就地温再生装备，提高了微波场分布均匀性和渗透再生剂渗透效率；提出了微波和渗透再生剂协同作用的施工工艺，实现了在不超过130℃条件下旧沥青路面就地温再生；建立了沥青路面高效全再生施工技术体系，并编制了施工技术标准。

第3完成单位：陕西高速机械化工程有限公司。主要贡献：负责项目的施工现场实施管理及沥青路面铣刨。重点对沥青路面养护铣刨的施工技术规范进行编写，并对就地热再生沥青混合料配合比设计、施工工艺进行技术研究。主要创新性贡献包括：在过程试验和实践应用中进行技术总结，使再生材料满足了再生废旧沥青混合料的生产、施工工艺，撰写了论文、编制了省级施工技术标准。对项目的创新点3、4做出贡献；为项目的研究成果在陕西省的推广应用做出了贡献。

第4完成单位：中交瑞通路桥养护科技有限公司。主要贡献：研发了基于沥青路面微波辅助渗透技术的就地温再生装备，提高了微波场分布均匀性和渗透再生剂渗透效率；提出了微波和渗透再生剂协同作用的施工工艺，实现了在不超过130℃条件下旧沥青路面就地温再生；建立了沥青路面高效全再生施工技术体系，并编制了施工技术标准。

8完成人合作关系说明

完成人徐希娟、周新锋、袁卓亚、岳卫民为西安公路研究院研究院职工，完成人陈团结、曹海波为中交第一公路勘察设计研究院有限公司职工，完成人成高立为陕西高速机械化工程有限公司职工，完成人王锴为中交瑞通路桥养护科技