1、推荐国家技术发明奖项目公示项目名称 高速公路沥青路面高效再生利用关键技术与工程应用提名单位（专家）教育部主要完成人黄晓明，马涛，赵永利，曹荣吉，洪锦祥，吴骏主要完成单位东南大学，苏交科集团股份有限公司，江苏苏博特新材料股份有限公司，江苏奥新科技有限公司提名单位（专家）意见：我单位认真审阅了该项目相关材料，相关栏目均符合国家奖励工作办公室的填写要求。按照要求，我单位和项目完成单位都已对该项目的拟提名情况进行了公示，目前无异议。该项目发明了高效改性再生技术，研发了以纳米吸附性树脂为载体的高活性改性再生添加剂，实现了改性沥青 100%激活与再生利用;发明了高性能再生沥青混合料设计方法，研发了结构模量
2、与路用性能可调的高旧料掺量再生混合料，关键性能指标提升 50200%，旧料掺量由 2040%提高至 7080%;发明了路面残余寿命与再生混合料性能匹配协调的再生路面结构设计新方法，路面使用寿命提升 150200%。该项目获发明专利 48 项，发表 SCI 论文 76 篇，出版专著教材 10 部，参编行业规范与地方标准 8 部，实现了高速公路路面材料高性能、大掺量、长寿命的高效循环利用，完成了旧料由废弃物向资源的转变，突破了高速公路旧料处理难、资源消耗大的发展瓶颈。项目成果成功用于京沪高速、沪宁高速、连霍高速等国家重点工程，累计推广应用 5800 多公里，近三年成果转化总产值达 25 亿元，新增
3、利润 2.1 亿元，经济社会效益显著。曾获得教育部技术发明一等奖 1 项、中国公路学会科学技术一等奖 1项及其他省部级奖 2 项。提名该项目为国家技术发明奖二等奖。项目简介：我国高速公路已近 14 万 km，95%采用沥青路面，建设规模世界第一。然而约 50%的高速公路已经接近设计使用寿命，需要进行结构性大修与改造，每年产生的旧路面材料超过 2 亿吨，新建和养护维修需求的材料超过 4 亿吨，资源消耗与环境保护压力巨大，成为制约交通运输行业可持续发展的重要瓶颈。传统再生技术仅侧重普通沥青的性能恢复，不能实现老化沥青基体与改性剂的同步激活，改性沥青无法有效再生利用；缺乏老化沥青与劣化级配骨架的统一
4、恢复，再生沥青混合料性能不能满足高速公路需求；缺少沥青混合料性能与路面结构的协调设计，再生路面结构失效风险高，严重制约了高速公路路面材料的高效循环利用。项目历时 15 年，在国家“863” 、国家自然科学基金等项目的支持下，攻克了改性沥青再生、矿料骨架重构、再生路面结构优化的核心理论与关键技术，解决了传统再生技术性能差、掺量低、寿命短的行业难题，实现了由传统沥青再生技术到沥青-混合料-路面结构三层次再生体系的突破。1、发明了改性沥青再生技术。发现了再生组分在改性沥青膜中的渗透激活机制和均匀扩散机理，发明了模块化复配和多组分融合的改性再生技术，研发了以纳米吸附性树脂为载体的高活性改性再生剂，攻克
5、了改性沥青再生激活度低、再生剂扩散渗透不均匀的技术难题，实现了改性沥青 100%激活与再生利用。2、发明了高性能再生混合料技术。揭示了沥青混合料的级配骨架劣化规律与沥青膜粘附损伤机制，发明了基于骨架重构和沥青膜重裹附的再生沥青混合料设计方法，研发了结构模量与路用性能可调的高掺量再生沥青混合料，实现了沥青再生、骨架重构、性能需求系统设计，关键性能指标可提升 50%200%，旧料掺量由 2040%提高至7080%。3、发明了耐久再生路面结构技术。开发了基于动力学响应与多参数演化的路面结构行为特征评价技术，揭示了材料性能与结构寿命耦合衰变机制，发明了路面残余寿命与再生混合料性能匹配协调的再生路面结构
6、设计新方法，解决了路面结构破坏评价不准、结构层位选材不合理、再生路面耐久性差等难题，再生路面使用寿命提升150200%。项目发表 SCI 论文 76 篇，获国家发明专利 48 项，出版专著教材 10 部，参编行业规范与地方标准 8 部，相关成果纳入公路沥青路面再生技术细则和公路沥青路面设计规范 ，促进了行业科技进步。获得教育部技术发明一等奖 1 项、中国公路学会科学技术一等奖 1 项及其他省部级奖 2 项。项目实现了高速公路路面材料高性能、大掺量、长寿命的高效循环利用，完成了旧料由废弃物向资源的转变。项目成果成功用于京沪高速、沪宁高速、连霍高速等国家重点工程，累计推广应用 5800 多公里，实
7、现原材料节约 50%以上，能耗与排放降低超过 30%，近三年成果转化总产值达 25 亿元，新增利润 2.1 亿元，经济环保社会效益显著。客观评价：1、鉴定、验收评价（1）交通运输部交通建设科技项目“改性沥青及SMA路面性能恢复与再利用技术研究”，专家组鉴定意见认为“ 从分子层次明确了 SBS改性沥青的老化机理，首次证明了SBS改性沥青再生利用的可行性，并提出了相应的再生技术措施；在分析SMA路面使用过程中级配变化的基础上，提出了SMA沥青混合料再生利用的矿质混合料设计模型，建立了以性能恢复为目标的SMA路面热再生配合比设计方法，并实现了热再生应用；成功开发了改性再生剂系列产品。改性再生剂渗透性
8、能、低温韧性及高温稳定性好。建立了基于测力延度的SBS改性沥青老化及再生效果评价方法；针对SBS改性沥青混合料和SMA混合料的老化特性，提出了适用于厂拌热再生与就地热再生的实用技术及施工工艺。”“研究成果已成功应用于实体工程，编制了改性沥青及SMA路面性能恢复与再生利用技术指南，具有重要的工程指导意义。项目成果具有重要创新性和实用性，社会、经济与环境效益显著，推广应用前景广阔。总体达到国际先进水平。”（附件 4）（2）交通运输部交通建设科技项目“沥青路面隐性病害移动式无损检测技术与装备研发”专家组鉴定意见认为“ 项目取得了多项发明专利 ，成果已经在多个依托工程中进行了成功应用，经济社会效益显著
9、，应用前景广阔。研究成果总体上达到了国际领先水平。” （附件5）（3）交通运输部交通建设科技项目“多孔沥青路面养护技术及装备研发” 专家组鉴定意见认为“ 研究成果已经在实体工程中得到成功应用，取得了显著的经济社会效益，对于促进我国多孔沥青路面的建设及养护水平的提升具有重要作用。研究成果总体上达到了国际领先水平”。（附件5）（4）国家863计划课题“ 沥青路面结构疲劳仿真及其在长寿命路面中的应用技术研究”；国家自然科学基金课题：“ 改性沥青混凝土路面再生利用技术研究 ”、“沥青路面温拌再生利用技术研究”。（附件6、附件7、附件 8）2、同行评价代尔夫特大学工业设计学科的部门主管Horvath I
10、教授认同了项目中采用的标准聚合物实验设备配备温度控制室之后可用于测试沥青力学性能的方案（附件9）；维尔纽斯格迪米纳斯技术大学的Vaitkus A教授肯定了项目研究得到的厚沥青层增加了路面结构的强度同时减少了沥青基层的裂缝生成（附件10）；智利拉夫龙特拉大学的土木工程的部门主管Valds-Vidal G教授评价项目中研究的集料形态特征表征了沥青混合料的力学性能和结构稳定性“In fact, these individual properties also define the mechanical behavior and stability of the mineral structure o
11、f asphalt mixtures”（附件 11）；拉瓦尔大学的主任 Fafard M认为可以通过项目中采用的离散仿真模型来研究空隙对沥青混合料的蠕变性能的影响（附件12）；网站的项目经理Zaumanis M认可了项目中采用的再生剂计量可线形调控沥青混合料的温度性能的成果（附件13）；密歇根理工大学的Zhanping You教授认为项目中采用的傅里叶变幻红外光谱仪具有吸收不同红外化学键的特点，可用于分析沥青混合料的功能特性（附件14）。3、用户评价该项目研究成果被广泛应用在10余个省市的高速公路大型养护维修工程中，其中沪宁高速不仅是江苏省首条高速公路也是国家重点建设工程，宁杭高速公路是江苏省
12、第一条“生态、环保、旅游、景观” 高速公路生态大道，宁宣高速是全国首批绿色循环低碳公路主题性试点项目之一（附件18-25）。“大量工程实践表明该项目的研究成果具有明显的先进性，能够引导养护工程技术的发展方向，对于养护和改造路面结构的耐久性具有良好的保障作用，不仅实现了废弃旧料的高效再生循环利用，同时实现了耐久结构的改造与升级，且实施过程中能有效降低生产能耗与排放40%以上，具有显著的经济效益，环境效益以及社会效益。该项目成果应用为北京市在十二五全国公路养护管理检查中名列前茅起到了重要支撑作用。”（附件 18）“基于该课题的工艺研发和优化成果，通过与该课题密切合作，本单位成功研发与生产了高效就地
13、热再生机组，,配合课题组提出的成套施工技术与质量控制体系，该机组在实体工程中表现出良好的使用性能和较低的能耗，教国内外同类产品不仅性能大幅度提高，节约路面材料使用达到80%，且能耗与排放降幅达到50%，实现了路面材料的高效高性能再生利用，体现出了良好的经济效益和社会效益。”（附件19）“通过与该课题组的密切合作，本单位在十二五期间承接和参与完成了多条高速公路如沪宁、京沪、宁杭、宁宣等高速公路的养护工作，为江苏省在全国十一五、十二五公路质量检查排名全国第一起到了有力支撑作用。”（附件20）“实体工程应用表明，高性能的再生和施工技术，不仅可以满足结构和使用性能要求，提高路面结构的使用寿命和使用质量
14、，同时可显著减少新矿料用量50%80%，节约生产能耗30%50%，有效降低生产排放50%以上，降低施工成本、减少环境污染成效显著。” （附件 21）“基于该课题所研发的成套施工技术，对再生工艺与装备进行了优化改进与控制，大幅度提升了工程施工效率与工艺质量控制，得到了业主和监理单位的一致认可。”（附件25）4、获奖证明“公路沥青路面高效再生利用关键技术与装备” 获2015 年度教育部技术发明奖一等奖（附件15）；“ 沥青路面高性能大掺量厂拌热再生关键技术与应用” 获2016年度中国公路学会科技进步一等奖（附件16）；“高等级公路沥青路面改造典型结构的研究” 获2011年度山东省科技进步一等奖（附
15、件17）。应用情况：1应用情况该项目在国家“863” 、国家自然科学基金、交通运输部交通建设科技课题等项目支持下，针对高速公路路面材料的高效循环利用新技术开展了十余年的攻关研究，从性能机理到材料设计，从工艺设备到结构应用，形成了完善的理论与技术体系。通过该课题组自己开发使用以及与其他单位合作开发使用等方式，使成套核心技术包括路面结构与材料衰变性能的检测与评定、高性能再生材料的设计与应用、路面养护与再生装备的研发与应用、耐久路面结构改造提升与应用，在全国十余个省市获得了大规模推广应用，其中沪宁高速不仅是江苏省首条高速公路也是国家重点建设工程，宁杭高速公路是江苏省第一条“生态、环保、旅游、景观”高
16、速公路生态大道，宁宣高速是全国首批绿色循环低碳公路主题性试点项目之一。项目研究成果采集了性能数据 12亿条，在 5800 多公里高速公路的养护维修工程中得到了应用与实践。实体工程应用表明，项目研究成果应用近三年累计实现新增销售额 26.4 亿元，新增利润 2.8 亿元；同时可显著减少新矿料用量 50%80%，降低生产能耗与排放 30%50%，不仅有助于高效提高路面使用质量，显著延长路面使用寿命，同时能够有力保护不可再生资源和减少环境污染，经济社会环保效益显著。具有代表性的主要应用单位列表如下（见附件18、19、20、21、22、23、24、25） 。主要应用单位情况表应用单位名称 应用技 术
17、应用的起 止时间 应用单位联系 人/电话 应用情况北京市政路桥建材集团有限公司发明点1、2、320142016 王真18911698357 重点推广应用了高性能再生材料与技 术、结构改造与设计江苏奥新科技有限公司发明点1、2 20112016朱寿兵15262264004重点推广应用了高效再生技术与再生设备江苏现代路桥有限责任公司发明点1、2、320122016 祝争艳13705179587 重点推广应用了改性再生技术、SMA再生以及耐久结构设计技术江苏中路交通科学技术有限公司发明点1、2、320142016 耿磊15295526526重点推广应用了改性再生、高性能添加剂与再生混合料、结构改造与
18、转化技术河南省高远公路养护技术有限公司发明点1、2、320032016 梁芳0373-5068628重点推广应用了高效添加剂、高性能再生材料、高性能再生及养护装备以及耐久结构转化技术日照市公路管理局工程处发明点1、2、320112016 张洪强13706337710高性能再生技术、成套高效施工技术、耐久结构技术，近三年新增销售额 22376 万元，利润 2053 万元。山东宏昌路桥集团工程有限公司发明点1、2、320052016 纪国伟13953608816重点推广应用高性能再生技术、成套高效施工技术、耐久结构改造与加铺技术山东省公路养护工程有限公司发明点1、2、 20052016张鹏1396
19、9009614重点推广应用了高性能再生材料技术及其成套施工技术3山东省高速路桥养护有限公司发明点1、2、320092016 陈常杰18653157633 重点推广了高性能再生技术、高性能耐久结构改造设计以及成套施工技术2应用效果完成单位其他应用单位自然年新增销售额 新增利润 新增销售额 新增利润2014 67,741.9 5,745.2 2015 89,764.3 7,259.4 2016 92,446.5 8,088.7 累 计249,952.7 21,093.3 主要经济效益指标的有关说明：应用单位的经济效益，依据北京市政路桥建材集团有限公司、江苏现代路桥有限责任公司、江苏奥新科技有限公司
20、、江苏中路交通科学技术有限公司、河南省高远公路养护技术有限公司、日照市公路管理局工程处、山东省公路养护工程有限公司、山东省高速路桥养护有限公司近三年的工程应用情况由财务部门核准出具的财务证明中的经济效益数据累计而得。其他经济效益指标的有关说明：其他经济效益指标的有关说明：推动了学科发展与人才培养。该项目主要成果编写了现代沥青路面设计理论与实践 、 沥青路面再生利用理论与实践 、 沥青路面厂拌热再生关键技术 、 SMA 路面就地热再生关键技术等 4 部专著。同时主要成果被收入路基路面工程 （国家规划教材、国家精品课程、教育部首批资源共享课） 、 路面设计原理与方法 （首部道路工程研究生专业教材）
21、 、 土木工程材料等本科生和研究生教材，并在全国高校交通运输相关专业教学中得到广泛使用。促进了行业科技进步与水平提升。项目主要成果编著有沥青路面维修与改造 、沥青路面就地热再生施工指南等多部专业技术指南与书籍；同时主要成果被收入公路沥青路面再生技术细则 、 公路沥青路面设计规范 、 公路路面技术状况自动化检测规程等行业标准规范以及高速公路沥青路面预防性养护技术规范等地方标准规范，革新了高速公路绿色养护理念与技术水平，为行业进步做出了重要贡献。加快了节能减排和低碳循环经济发展。沥青路面主要原材料沥青和集料均属于不可再生资源，且生产能耗高，随着公路建设的高速发展，矿质资源储备减少，价格上涨，建养矛
22、盾凸显，同时铣刨废弃料的处理和新料的生产都不可避免的造成对环境的严重影响和破坏。项目成果将废弃物转换为资源，实现了对有限资源的节约与保护，降低了排放与环境污染，且有效提升了高速公路使用的安全性、舒适性和耐久性，提高了整个公路网络的服务质量，环境与社会效益显著。主要知识产权和标准规范等目录：知识产权（标准）类别知识产权（标准）具体名称国家（地区）授权号（标准编号）授权（标准发布）日期证书编号（标准批准发布部门）权利人（标准起草单位）发明人（标准起草人）发明专利（标准）有效状态发明专利再生剂在老化沥青中扩散能力的检测方法中国 ZL201010121216.52011年08 月31 日831165
23、东南大学马涛 黄晓明赵永利袁浩有效专利发明专利一种掺加旧料的高模量沥青混合料、制备方法及混合料试件制备方法中国 ZL201310042952.52015年05 月27 日1679464 东南大学赵永利马涛耿磊有效专利发明专利一种双翼型沥青路面红外加热装置中国 ZL201410099857.32017年 06月 06日2505963 江苏奥新科技有限公司吴骏陈军陆仿来刘正明吕锁平石万凯罗天洪韦学勇焦生杰顾海荣黄晓明赵永利朱寿兵有效专利发明专利沥青路面热再生老化沥青有效再生率检测方法中国 ZL201010121207.62011年08 月03 日818534 东南大学马涛 黄晓明赵永利 俞竞伟有效
24、专利发明专利一种沥青路面改性再生剂及其制备中国 ZL201510019470.72017年 04月 122442962 江苏苏博特新材料股陈香洪锦祥耿磊有效专利方法 日 份有限公司林俊涛刘杰发明专利一种废旧橡胶粉再生剂及其制备方法中国 ZL201010288500.12010年 09月 21日873135 东南大学赵永利黄晓明刘加平洪锦祥徐静王文峰马涛有效专利发明专利集料三维形态离散元生成方法中国 ZL201310106931.52015年06 月03 日1686342 东南大学黄晓明张东有效专利发明专利一种基于细观模拟的沥青混合料虚拟性能试验预估方法中国 ZL201610476196.020
25、18年 01月 16日2779488 东南大学马涛张垚黄晓明丁珣昊赵永利有效专利发明专利一种厂拌热再生沥青混合料中国 ZL200910183137.42012年 04月 11日930823 江苏省交通科学研究院股份有限公司曹荣吉杜骋叶勤有效专利发明专利现场热再生过程中原沥青路面混合料拌和分散性检测方法中国 ZL201010121193.82013年 11月 06日1301152 东南大学马涛赵永利黄晓明俞竞伟有效专利主要完成人情况：1. 黄晓明，排名 1，学科负责人，教授，工作单位：东南大学，完成单位：东南大学，是改项目主要负责人，对发明点 1、2、3 均有重要贡献，重点发明了改性再生效果评价
26、技术，开发了基于路面结构力学响应的再生混合料性能试验方法以及抗疲劳再生沥青混合料，提出了耐久再生沥青路面结构设计方法，是 7 项主要发明专利的发明人（见主要知识产权证明目录 1、3、4、5、6、7、8）以及其他 16 项发明专利的发明人（见附件 31） ；出版专著沥青路面再生利用理论与实践 （附件42） 、 现代沥青路面结构分析理论与实践 （附件 45） 。2. 马涛，排名 2，院长助理，教授，工作单位：东南大学，完成单位：东南大学，是该项目主要研发人员，对发明点 1、2、3 均有重要贡献，重点研发了改性沥青再生激活度与再生效率评价技术，发明了高性能厂拌热再生技术以及高性能 SMA 混合料再生
27、技术，研发了高效再生工艺，是 6 项主要发明专利的发明人（见主要知识产权证明目录 1、2、4、6、8、10）以及其他 9 项发明专利的发明人（见附件31） ；出版专著沥青路面厂拌热再生关键技术 （附件 43） 、 SMA 路面就地热再生关键技术 （附件 44） 。3. 赵永利，排名 3，教授，工作单位：东南大学，完成单位：东南大学，是该项目主要研发人员，对发明点 1、2、3 均有重要贡献，重点研发了改性再生剂，发明了高掺量再生沥青混合料，提出了路面病害养护决策方法与体系，是 7 项主要发明专利的发明人（见主要知识产权证明目录 1、2、3、4、6、8、10）以及其他 8 项发明专利的发明人（见附
28、件 31） ；参与出版专著沥青路面再生利用理论与实践（附件 42） 、 沥青路面厂拌热再生关键技术 （附件 43） 。4. 曹荣吉，排名 4，副总裁，教授级高工，工作单位：苏交科集团股份有限公司，是该项目主要研发人员，并针对发明点 1 和发明点 2 做出了重要贡献，研发了沥青再生剂技术以及厂拌热再生沥青混合料技术，是 1 项主要发明专利的发明人（见主要知识产权证明目录 9）以及其他 2 项发明专利。5. 洪锦祥，排名 5，研究院院长，教授级高工，工作单位：江苏苏博特新材料股份有限公司，完成单位：江苏苏博特新材料股份有限公司，是该项目主要研发人员，对发明点 1 有重要贡献，研发了高性能改性再生剂的制备方法，是 2 项主要发明专利的发明人（见主要知识产权证明目录 5 和 6）以及 4 项其他发明专利的发明人。6. 吴骏，排名 6，董事长，工作单位：江苏奥新科技有限公司，完成单位：江苏奥新科技有限公司，是该项目主要研发人员，对发明点 3 有重要贡献，参与了高效再生工艺研究，研发了高效再生装备，是 1 项主要发明专利的发明人（见主要知识产权证明目录 3）以及 1 项其他发明专利的发明人。
