湿热环境下振动搅拌复配岩改性沥青混合料关键技术及工程应用

　　背景：

　　针对广西高温多雨环境下沥青路面易出现车辙、松散和推移等病害问题，传统常采用以SBS为代表的聚合物改性沥青来提升沥青路面的高温稳定性及抗水损害能力。然而，现有的SBS改性沥青生产过程复杂、成本高、耗能大，成品易出现离析分层，由其制备的沥青混凝土在湿热环境下路用性能难以得到保证。传统的沥青混凝土静态搅拌工艺也存在无法充分激发改性沥青性能、能耗高的问题。为解决上述问题，本项目基于国家自然科学基金项目研究，依托广西多个重点工程，针对广西湿热地区沥青路面病害问题和沥青混凝土搅拌工艺技术等展开系统性研究，研发新型沥青改性材料，提出振动搅拌新技术，有效提升改性沥青与集料的黏附性能，从而显著增强湿热环境下沥青路面的高温稳定性和抗水损害能力。

　　产学研融合模式：

　　本项目构建了“以国家级科研项目为引领、以企业工程需求为导向、以高校科研机构为技术支撑”的三位一体产学研融合模式，形成了从基础研究到产业应用的完整创新链。本项目以国家自然科学基金项目为理论支撑，通过高校及科研机构开展基础性研究，深入分析了沥青材料在湿热环境下的性能退化机理，为技术创新提供了科学依据。依托广西柳南高速公路改扩建、都巴高速等重点工程，本项目将研究成果直接应用于实际场景，实现了从实验室到工程现场的快速转化。这种模式不仅解决了产业中沥青路面易出现车辙、松散等实际问题，还通过工程反馈优化了技术参数，形成了“研究-开发-应用-迭代”的闭环。此外，项目团队通过制定地方标准和国际团体标准，推动了技术的规范化与国际化，促进了产学研各方在标准制定、技术推广和人才培养方面的深度合作。这种产学研深度融合模式，系统性地将高校的理论创新优势、科研机构的研发攻关能力与企业的产业化应用平台紧密结合。

　　创新点：

　　(1)研发了复配岩改性沥青添加剂(RCA)及外掺直投式施工工艺。针对天然岩沥青纯度不足、灰分含量大等问题，项目团队通过磁场诱导离心提纯技术，优化了沥青提纯参数，并辅以高分子材料和硅类稳定胶，通过物理化学固相反应制备出高性能RCA复配岩改性剂。同时，团队创新性地开发了“外掺直投式”施工装置与工艺，省去了预混环节，减少了沥青离析与老化，实现了安全、环保、高效的应用。

　　(2)发明了应用于高性能RCA复配岩改性沥青混凝土振动搅拌新装置。针对大型拌合楼搅拌不充分的问题，项目团队开发了沥青表观黏度原位测试装置，建立了振动降黏理论体系，使沥青降黏率最高达70%，实现了黏度从静态到动态测试的突破。基于共振原理，团队进一步研制了振动搅拌设备，通过优化参数，提升了搅拌均匀性。该装置有效缓解了振动波能量衰减，改善了RCA改性剂的分散均匀性，为高性能沥青混凝土的大规模生产提供了技术支持。

　　(3)构建了基于振动搅拌与界面氢键优化技术的RCA改性沥青混凝土生产新体系。基于振动能量对沥青分子氢键交联作用的优化，项目团队研发了振动搅拌装置，强化了沥青与集料的黏结，沥青用量降低了10%～15%，并构建了从原材料控制到施工的全流程工艺体系。该体系使沥青混凝土在高温重载条件下(70℃，1.0MPa)动稳定度高达2000次/mm，显著提升了湿热环境下的路面耐久性。

　　社会效益：

　　(1)创新技术赋能广西发展，高速经济引擎满血驱动，共创高效运营新纪元，实现跨越式发展目标。本项目在广西柳南高速公路、南天高速公路等多个高速项目上得到了推广应用。本项目的技术提高道路质量，减少了后期围挡养护工程，提高了货物和人员流动效率，降低了物流成本，推动了相关产业链和供应链的发展，带动了上下游产业的繁荣，为区域经济的可持续发展提供坚实保障。

　　(2)积极响应国家扶贫攻坚工程，改善贫困地区交通运输条件，促进贫困区域经济协调发展，助力推动乡村振兴目标。本项目在广西都安、巴马、融水、河池等贫困地区高速公路建设上的得到应用，保障了贫困地区高速公路的耐久使用，带动了区域内公共交通网络的优化，保证了贫困地区人员物流的交通流动，提升了城市与乡镇之间的联通性，吸引了更多投资，促进了当地旅游业和服务业的快速增长，形成技术和经济的良性循环，增强了贫困地区人民的幸福感和获得感，为贫困地区交通建设提供了更为可持续和高效的解决方案。

　　(3)绿色环保技术全面护航，施工生态升级，助推可持续未来，为社会公共资源优化配置贡献力量。本项目通过减少沥青用量、降低搅拌温度，减少能源消耗和有害气体排放，促进资源高效利用和环境保护，实现了高速公路建设可持续发展目标，提升了生态文明建设水平，满足“构建资源节约型、环境友好型社会”要求。

　　经济效益：

　　2016年，在云南麻昭高速公路A合同段应用复配岩改性高性能沥青混凝土重大关键技术铺筑20km路面，节约成本675万元。

　　2017年，在G355苍梧梨埠至昭平马江公路、广西河百高速公路应用复配岩改性高性能沥青混凝土重大关键技术铺筑沥青路面，节约成本974.45万元。

　　2018年，在南宁至扶绥二级公路、G357罗城四把至环江公路、阳朔至鹿寨高速公路、广西柳南高速公路改扩建工程项目等多个项目复配岩改性高性能沥青混凝土重大关键技术铺筑沥青路面，节约成本4895.48万元。

　　2019年，在G355蒙山至金秀公路、龙州县水口东盟大道、南宁市西乡塘区清川立交桥工程项目D,E匝道等多个项目应用复配岩改性高性能沥青混凝土重大关键技术铺筑路面，节约成本11099.43万元。在西藏日喀则市S209线昂仁县日吾其乡至聂拉木县琐作乡公路工程等4个项目应用该技术铺筑试验路段，节约成本2005万元。

　　2020年，在广西G358那桐高速、南宁市沙井南站立交桥一标项目、广西融河高速公路项目、广西大浦高速公路等多个项目应用复配岩改性高性能沥青混凝土重大关键技术铺筑路面，节约成本2421.8万元。

　　2018～2020年，在钦州至防城港段改扩建工程、G323鹿寨经平山至流程公路等多个项目，应用复配岩改性高性能沥青混凝土重大关键技术铺筑路面约320km，节约成本7797.08万元。

　　2019～2020年，广西玉湛高速公路项目应用复配岩改性高性能沥青混凝土重大关键技术铺筑路面，节约成本135万元。

　　2019～2021年，广西吴隆高速公路项目应用该技术生产沥青混凝土，节约成本405万元。

　　2019～2022年，广西百靖高速公路维修养护项目等4个项目进行该技术的推广应用，累计节约成本1575万元。

　　2020～2021年，在广西玉湛高速公路项目应用该技术铺筑1km试验路段，节约成本150.5万元;在广西都巴高速公路项目应用复配岩改性高性能沥青混凝土重大关键技术铺筑沥青路面，节约成本766万元;在广西南天高速公路项目与平天高速公路(广西段)项目进行该技术的推广应用，节约成本450万元。

　　2022～2024年，在广西南横高速公路项目中应用该技术生产沥青混凝土，节约成本675万元;在广西上横高速公路项目应用本技术铺筑路面，节约成本1979万元;在钦州至北海段改扩建工程No1标、贺州至巴马高速公路(来宾至都安段)No1标、南宁至湛江高速公路(南宁至博白那卜段)No1标等建设项目应用本技术生产沥青混凝土，节约成本1638.9万元。

　　未来前景：

　　本项目未来前景广阔，其创新技术体系将从材料性能优化、工艺绿色升级到标准国际化推广等多个维度持续释放价值。随着RCA复配岩改性沥青材料体系在高温重载环境下的稳定性进一步突破，所构建的全流程生产工艺将推动资源循环利用技术规模化落地，使沥青用量降低10%～15%的环保效益辐射至更广泛气候区。振动搅拌技术凭借其优异的降黏率和搅拌效率，将为东盟地区乃至“一带一路”沿线国家的道路工程提供低碳解决方案。本项目将以全生命周期减排效益引领绿色交通变革，为实现绿色交通建设、促进区域经济繁荣及提升行业技术水平提供持续动力。