本項目針對公路建設對聚合物材料與天然石料的大量需求，結合固體廢棄物無(wú)法有效利用帶來(lái)的環(huán)境與社會(huì )問(wèn)題，系統地開(kāi)展了以下研究：
1.基于聚合物廢舊材料的高性能瀝青復合改性技術(shù)研究
針對瀝青路面不同層位路用性能的要求，選用廢舊車(chē)輛輪胎、日用塑料、農用薄膜等廢舊聚合物材料，按照化學(xué)組成、物理特性的不同進(jìn)行材料的復合改性研究；采用材料預處理、分子動(dòng)力學(xué)模擬、預溶脹、物理共混等技術(shù)，制備基于層位功能的環(huán)保型瀝青復合改性劑系列材料。
2.基于無(wú)機非金屬廢舊材料的天然石料替代技術(shù)研究
選用赤泥、白泥、粉煤灰等無(wú)機非金屬類(lèi)固體廢棄物材料，采用物理共混與表面改性相結合的技術(shù)手段，建立了瀝青混合料用赤泥的組分優(yōu)化與改性方法，提出了滿(mǎn)足瀝青混合料填料指標要求的高性能赤泥改性設計方案；基于骨架密實(shí)型瀝青混合料級配設計理論，提出了基于赤泥合理化利用的瀝青混合料設計方法與制備工藝。
該項目所取得的成果已經(jīng)在山東省部分高速公路進(jìn)行了推廣應用，研究成果可以提高高速公路運營(yíng)服務(wù)質(zhì)量、延長(cháng)路面結構使用壽命、降低路面養護維修成本；同時(shí)，為消解大宗固廢材料提供了新的途徑，有效解決環(huán)境壓力。項目研究成果的應用有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會(huì )效益。
獲獎情況：
山東省公路學(xué)會(huì )二等獎
應用情況：
1.基于聚合物廢舊材料的高性能瀝青復合改性技術(shù)研究
本項目研發(fā)的復合改性瀝青混合料抗車(chē)轍技術(shù)研究成果可直接應用于指導山東地區高速公路瀝青路面的設計、施工與養護。研發(fā)的復合改性抗車(chē)轍材料與常規抗車(chē)轍材料相比成本降低40%以上，動(dòng)穩定度提升10%，低溫彎曲應變提升30%。
2017年在泰新高速路面維修工程中對自主研發(fā)的復合改性抗車(chē)轍材料進(jìn)行了現場(chǎng)應用，起點(diǎn)樁號K6+000，止點(diǎn)樁號K8+000，單幅兩車(chē)道全長(cháng)2km，厚度不小于6cm。該路段在不改變原有路面結構的前提下，使用AC-20復合改性抗車(chē)轍瀝青混合料替代普通AC-20瀝青混合料進(jìn)行中面層鋪筑。試驗段鋪筑完成后，按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規范》（JTG F40-2004）對施工質(zhì)量進(jìn)行了綜合檢測，檢測結果滿(mǎn)足驗收要求。通過(guò)對試驗路長(cháng)期跟蹤觀(guān)測，目前該路段服役狀態(tài)優(yōu)異，有效抑制了車(chē)轍的發(fā)生發(fā)展。該成果的應用，可有效緩解重載交通下路面車(chē)轍病害嚴重的問(wèn)題，延長(cháng)道路使用壽命，具有良好的經(jīng)濟社會(huì )效益。
2017年試驗路鋪筑使用高性能復合改性瀝青混合料9450噸，每噸單價(jià)500元，新增銷(xiāo)售額472.5萬(wàn)元；試驗路鋪筑后，可有效減緩高速公路車(chē)轍病害的發(fā)展，保守測算維修周期由5年提高到8年，以每公里中修單價(jià)330萬(wàn)元計算，每年可節約資金62.3萬(wàn)元。
項目分析了山東省典型高速公路瀝青路面的應力、應變分布規律，揭示了車(chē)轍病害的發(fā)展機理，并提出了基于變形控制的瀝青路面中面層材料設計參數，開(kāi)發(fā)了以再生PE與再生膠粉為主要材料的環(huán)保型復合改性抗車(chē)轍瀝青混合料，突破了傳統抗車(chē)轍材料低溫易開(kāi)裂的技術(shù)困境，在顯著(zhù)提高瀝青混合料高性抗車(chē)轍性能的同時(shí)，有效兼顧了瀝青混合料的低溫性能。這些研究成果對于區域內城市道路、高速公路路面病害的處置，以及其他地區路面車(chē)轍病害的處治以及相關(guān)研究具有重要參考價(jià)值，社會(huì )效益顯著(zhù)。
2.基于無(wú)機非金屬廢舊材料的天然石料替代技術(shù)研究
研發(fā)了基于物理混摻的赤泥填料改性方法，建立了瀝青混合料用赤泥的組分優(yōu)化工藝，提出基于赤泥合理化利用的瀝青混合料設計方法與制備工藝。采用改性赤泥替代石灰巖礦粉生產(chǎn)的瀝青混合料，動(dòng)穩定度相較于常規瀝青混合料提高50%，水穩定性和低溫抗裂性能均達到或優(yōu)于普通瀝青混合料水平。同時(shí)，采用赤泥替代石灰巖礦粉可以節約填料價(jià)格60%，每噸瀝青混合料可以節省生產(chǎn)成本約4.5元，以單個(gè)瀝青拌合站年產(chǎn)量40萬(wàn)噸計算，每年僅填料成本就能節省180萬(wàn)元，若省內瀝青混合料均采用改性赤泥作為填料，則能節約成本數億元，經(jīng)濟效益非常顯著(zhù)。
基于“以廢改廢”的指導思想，建立了基于復合改性工藝的赤泥表面性能調控方法，實(shí)現了赤泥對石灰巖礦粉的100%替代；研究了不同赤泥改性工藝對集料-瀝青膠漿界面強度及其水穩定性的改善效果，明確了其對瀝青混凝土路用性能的影響規律，設計出綜合性能優(yōu)良的改性赤泥瀝青混凝土，實(shí)現工業(yè)赤泥在瀝青路面工程中的資源化利用。不僅可以緩解赤泥堆存的環(huán)境壓力，而且能夠顯著(zhù)降低瀝青混合料的生產(chǎn)成本，具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
