废轮胎热解优化再生剂对自修复沥青的多尺度效能研究

为解决沥青老化导致的性能退化问题，研究人员开发了基于废轮胎热解油（TPO）的优化热解再生剂（PR），通过FTIR、AFM、SARA等多尺度分析证实，6 wt.% PR可恢复老化沥青的化学平衡与微观均质性，其30%的疲劳愈合指数媲美原生沥青，为可持续道路修复提供新方案。

　　

随着全球道路基础设施的老化，沥青路面因长期暴露于交通荷载和环境中，其粘结剂——沥青（bitumen）会发生化学氧化和组分失衡，导致开裂、疲劳等问题。传统石油基再生剂虽能缓解老化，但存在环境隐患。废轮胎热解油（TPO）因其富含芳香烃和烯烃，成为潜在替代品，但其对沥青自修复性能的影响机制尚不明确。为此，智利比奥比奥大学（Universidad del Bío-Bío）等机构的研究团队在《Fuel》发表研究，系统评估了优化热解再生剂（PR）对老化沥青的修复效果。

研究采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析化学基团变化，原子力显微镜（AFM）观察微观结构，动态剪切流变仪（DSR）测试疲劳-愈合-疲劳循环性能，并结合拉伸实验验证机械恢复能力。样本包括长期老化（PAV处理）沥青，添加3 wt.%和6 wt.% PR的混合体系，以及商业再生剂（CR）对照组。

化学性质分析
GC/MS显示PR富含单萜烯（如柠檬烯32.9%、伞花烃20.65%），能有效补充老化沥青损失的饱和分（Saturates）和芳香分（Aromatics），降低羰基（C=O）和亚砜（S=O）含量。SARA分馏证实PR恢复了老化沥青的胶体稳定性（maltenes/asphaltenes平衡）。

微观结构表征
AFM显示PR处理后的沥青“蜂巢状结构”（bee-like structures）更均匀，6 wt.%剂量下表面粗糙度降低42%，表明分子间相互作用增强。

自修复性能评估
DSR疲劳测试中，6 wt.% PR在30°C下实现30%的愈合指数，接近原生沥青（31%）。拉伸实验表明，PR在25°C静置12小时后与CR的愈合效果相当。

结论与意义
该研究首次建立了PR化学组成-微观结构-自修复性能的关联模型，证实废轮胎衍生的PR可通过恢复沥青化学平衡和促进分子扩散实现高效修复。其环境友好特性与商业化潜力，为道路可持续维护提供了新策略，同时推动了废轮胎资源化利用。作者团队建议未来研究聚焦PR工业化生产的健康安全规范（HSE）优化。