对于沥青再生技术而言,再生中新旧沥青的混溶过程是一个关键问题,其直接影响着合适的新沥青胶结料等级及其用量的确定,并对保障沥青再生效果及沥青路面的路用性能具有重要意义。为此本文采用分子动力学方法,从分子尺度构建新旧沥青混溶模型,在微观模拟新旧沥青混溶过程的同时,计算分析再生沥青的宏观物理性能。主要研究如下:首先,选择平均分子模型构建基质沥青分子模型,采用添加官能团表征老化的方式构建老化沥青分子模型,选取芳香和链状两种分子模型作为再生剂分子代表,分别构建了基质沥青、老化沥青和再生剂老化沥青的晶胞模型。在模拟中使用COMPASSⅡ力场、NVT和NPT系综,并施加周期性边界条件,采用Nose-Hoover法控制温度、Andersen法控制压强,采用Atom based法计算范德华非键作用、Ewald法计算静电非键作用。其次,对所构建的沥青和再生剂分子模型进行热力学性质的验证,计算其密度、表面自由能、内聚功、内聚能和溶解度,将计算结果与已有实验数据相对比,发现模拟数据结果均在合理范围内,表明所构建的模型能够较好地表征沥青和再生剂材料的特性,适用于接下来的模拟计算。然后,基于实际工程中再生沥青的过程,通过构造新旧沥青双层模型,对新旧沥青和再生剂相互扩散的过程进行模拟。从热力学性质角度出发,计算分析了双层模型的密度与相对浓度;从能量角度出发,计算分析了双层模型的范德华势能、电势能和相互作用能,探究了新旧沥青混溶过程,并分析了温度及再生剂对混溶过程的影响。最后,构造了再生沥青混合模型,从微观角度对再生沥青的性能展开了一系列研究,通过计算扩散系数、径向分布函数和相互作用能等参数,探究了影响再生沥青性能的因素。研究表明,基质沥青的分子迁移速率大于老化沥青,升高温度及添加再生剂均能增大沥青分子的扩散系数。老化过程会削弱沥青分子的自聚集现象,而添加再生剂一定程度上能够恢复老化沥青分子的自聚集趋势,并且使新旧沥青分子在彼此周围均匀分布。添加再生剂会减弱新旧沥青之间的相互吸引,再生剂掺量越大,新旧沥青间的相互吸引越弱,而再生剂与老化沥青间的相互作用则增强。