本文针对热再生过程中新旧沥青的融合行为进行了研究。首先,在细微观层面测定了沥青老化前后的组分差异以及沥青再生时的组分变化情况,提出沥青老化的实质是沥青组分的定向转移过程,沥青再生的实质是沥青组分恢复至老化前水平的过程,热再生过程中新旧沥青的融合行为是影响热再生工程中老化沥青再生恢复的重要因素。为量化热再生过程中新旧沥青的融合行为,设计一种测定热再生过程中新旧沥青融合程度的试验方法,该方法使用磁铁矿集料代替新集料实现热再生沥青混合料的新旧料分离,采用“甲苯浸泡-静置”的方法对热再生沥青混合料中的集料和沥青进行分离。应用棒状薄层色谱分析热再生过程中沥青的组分变化情况,提出新旧沥青融合程度的计算公式。对该试验方法进行验证,验证结果表明,该试验方法可准确有效测定热再生过程中新旧沥青融合程度。在上述方法的基础上,研究旧料掺量、拌和顺序、拌和时间、再生剂掺量、拌和温度和沥青用量对新旧沥青融合程度的影响,得到热再生沥青混合料的新旧沥青融合规律。试验表明,各因素对新旧沥青融合程度有显著影响;新旧沥青融合程度随油膜厚度增加而减小;采用新沥青与旧料首先拌和,随后加入新集料拌和,总共拌和180s的拌和顺序,新旧沥青融合程度最大;当旧料和再生剂掺配比例、拌和温度、拌和时间增加时,新旧沥青的融合程度提高;当出现拌和温度低、拌和时间短或再生剂掺量低的不利拌和条件时,新旧沥青融合程度只有10%～30%,考虑实际生产拌和等条件,调节各影响因素可将新旧沥青融合程度提高至60%～70%。最后,根据新旧沥青融合规律,优化热再生拌和工艺,对照一般施工拌和工艺以及不利条件下的拌和工艺,得到新旧沥青融合程度与路用性能之间的关联。试验表明,热再生沥青混合料的新旧沥青融合程度与路用性能有显著的相关性,当新旧沥青融合程度越高时,热再生沥青混合料的路用性能越好,特别是低温及疲劳性能改善明显。