随着再生沥青路面技术在全世界范围内广泛地应用,对沥青再生的研究涌现了丰硕的成果,也取得了重大的进展。然而由于目前尚不确定再生沥青混合料中新旧沥青具体的融合程度和实际的扩散状态,导致无法精确指导再生沥青混合料设计及预测其路面力学行为。因此,深入认识新旧沥青融合、扩散机理,表征及解析新旧沥青融合程度与扩散均质化情况,对于指导沥青混合料精确再生,提升沥青路面再生品质有重大意义。首先,通过比选及分析新旧沥青常用的示踪剂及观测手段,提出了基于荧光粒子表征和激光扫描共聚焦显微镜结合的试验方法和具体实施步骤。确定了新旧沥青融合、扩散三维观测及量化表征的可行性方案。针对替代新旧集料引入的木质模拟集料,通过对其表面打磨处理,消除其自发荧光以及保证沥青膜厚度统一的前提下对沥青用量修正等步骤,实现了样品制备的标准化。随后,针对激光扫描共聚焦显微镜仪器本身的噪点及深度方向亮度衰减、损失等问题,分别利用自阈值中值滤波算法、基于深度经验参数亮度衰减函数、基于景深及焦平面的亮度权重系数分配等对荧光强度图像进行图像降噪、光线散射及吸收矫正、图像分割与特征提取等共聚焦预处理步骤。确保对新旧沥青融合、扩散过程正确量化及表征。根据新旧沥青融合后的荧光强度衰减函数提出基于面积法的融合程度定义,并引入均质化系数来表征新旧沥青扩散的均质化情况。最后,基于上述开发的新旧沥青融合、扩散的观测及表征方法,分别解析了在施工接触阶段和路面服役状态下新旧沥青的融合程度及扩散均质化情况,分析了加热温度、加热时间,新旧集料上不同的融合及均质情况等影响因素,发现温度比时间的影响更为显著,因此施工接触阶段比路面服役转态对新旧沥青的融合有更大的影响,而由于新旧集料上的新旧沥青比例不同,新集料上混合后的沥青的均质化情况更佳。此外,根据图像处理技术和激光扫描共聚焦显微镜的验证分析,更小粒径的新集料会有更多的旧沥青转移,而这会进一步影响新旧沥青融合和扩散过程。