CaCO3 whiskers, as a micron-level inorganic fiber material, can enhance and toughen composite materials. In order to study the technical feasibility of CaCO3 whisker-modified asphalt, two types of silane coupling agent (SCA), KH-550 and KH-570, were applied to treat the surface of CaCO3 whiskers, and the treatment effects of the original and treated whiskers were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectrometer (EDS) and contact angle test. Meanwhile, models of CaCO3 whiskers, SCA, and asphalt molecules were established by Material Studio (MS, 2020 version) software, and the adhesion mechanism between the CaCO3 whiskers-and-asphalt interface was predicted. The results of microscopic characterization experiments indicate that the surface of the whiskers treated with SCA became rougher. Compared with the original whiskers, the contact angle between the treated whisker surface and water increased from 50° to 92.2° and 103.4°, and the surface of whiskers changed from hydrophilic to hydrophobic. The results of molecular dynamics simulation analysis show that the adhesion performance between the CaCO3 whisker surface and asphalt increased from 100.1 mJ/m2 to 112.5 mJ/m2 and 126.6 mJ/m2 after modification with SCA, and the increase in adhesion energy of KH550 is greater than that of KH570. The above research results indicate that the micro-characterization results were consistent with the molecular dynamics simulation results; that is, after treatment with SCA, the adhesion energy between the whiskers and asphalt was increased to varying degrees. The research method in this article combines micro-characterization with molecular dynamics simulation, which has a certain degree of innovation.

To determine the formula for biomimetic warm-mix regeneration and fulfill the requirements of a “high waste asphalt mixture content, high quality, and high level” for its usage in reclaimed asphalt pavement (RAP), this paper first determined the suitable preparation process and formula for biomimetic warm-mix regeneration based on orthogonal experiments and a gray correlation analysis. Then, the optimum dosage of the warm-mix regenerant was determined by a uniaxial penetration test, low-temperature splitting test, and freeze–thaw penetration test. The rutting test was conducted to characterize the high-temperature performance of the asphalt mixture. The Immersion Marshall Test and the freeze–thaw splitting test were used to characterize the water stability of the recycled asphalt mixture. The low-temperature small beam test was employed to study the low-temperature performance of the recycled asphalt mixture. The asphalt’s short-term and long-term aging processes were simulated using the rotary thin-film oven test (RTFOT) and the pressure aging test (PAV). The action mechanism of biomimetic warm-mix regeneration was revealed by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). Finally, a comprehensive thermal performance test was conducted on the aged asphalt after biomimetic warm-mix regeneration. The results showed that the self-made biomimetic warm-mix regeneration agent exhibited an excellent regenerative effect on RAP and significantly reduced the mixing temperature of the styrene–butadiene–styrene (SBS)-modified asphalt mixture. In addition, the self-made biomimetic warm-mix regeneration agent effectively improved the high- and low-temperature performance of the recycled asphalt mixture, but had no noticeable effect on the water stability. The suggested dosage of the biomimetic warm-mix regeneration agent was 6%, and the mixing temperature was 130 °C. The microscopic chemical analysis revealed that biomimetic warm-mix regeneration restored the performance of aged asphalt by supplementing the light component. The change rules of the chemical functional groups and the comprehensive thermal properties of the recycled mixture showed a good correlation with the change rules of its high- and low-temperature performance.