关键词：冷再生沥青 混合料 乳化沥青 路用性能 车辙试验

1 试验材料及方法

2.1 级配设计

级配设计是确保混合料具备良好力学性能和路用性能的关键环节。根据JTG/T 5521-2019《公路沥青路面再生技术规范》[11]，结合铣刨回收料的颗粒分布，试验选用粗粒式级配设计，外掺水泥剂量为1.5%，确定再生混合料设计掺配比例（如图1所示）。

0mm~5mm的RAP占38%，有助于提高混合料的黏附性和密实度；5mm~10mm的RAP占16%，用于填补较大空隙，增强混合料的稳定性；10mm~26.5mm的RAP占34%，作为主骨架材料，确保混合料具备足够的抗压强度；19mm~31.5mm的碎石占10%，进一步提升混合料的骨架结构和抗变形能力；矿粉占2%，用于改善混合料的黏结性，该级配设计经过多次试验验证，能够确保混合料具有较高的密实度和良好的路用性能。

2.2 最佳含水率的确定

含水率是影响乳化沥青冷再生混合料压实度和路用性能的重要参数之一，为了确保试验的精确性，乳化沥青的含量被固定为3.5%，并分别测试了总含水率为2.5%、3.0%、3.5%、4.0%和4.5%的混合料试件的压实效果（如图2所示）。

最大干密度与含水率之间的关系呈开口向下的抛物线形，当总含水率为3.6%时，混合料的最大干密度达到了2.19g/cm3，这表明该含水率下混合料能够获得最佳的压实效果。因此，3.6%被确定为最佳含水率，这个最佳含水率综合了RAP的含水量、乳化沥青中的水分以及外加水的含量，能够在施工过程中提供良好的工作性能，同时确保路面结构层的密实性和稳定性。

2.3 乳化沥青用量的确定

乳化沥青的用量直接影响冷再生混合料的黏结性、强度和耐久性。试验中，乳化沥青用量通过15℃劈裂强度试验和干湿劈裂强度比试验综合确定；固定外掺水泥剂量为1.5%，最佳含水率为3.6%，分别测试乳化沥青用量为2.9%、3.2%、3.5%、3.8%和4.1%的试件性能。

从图3可以看出，乳化沥青用量为3.5%时，试件的15℃劈裂强度达到了0.85MPa，干湿劈裂强度比为92.9%，均满足规范要求（15℃劈裂强度≥0.80MPa，干湿劈裂强度比≥80%）；当乳化沥青用量超过3.5%时，虽然干湿劈裂强度比略有提高，但空隙率下降至不利于高温稳定性的范围；而当乳化沥青用量低于3.5%时，劈裂强度未能达到设计要求，这表明混合料的黏结性不足。因此，经过综合分析，确定乳化沥青的最佳用量为3.5%。

3.1 高温稳定性试验

高温稳定性是路面材料在高温和重载交通条件下的重要性能指标，主要通过车辙试验来评估。本次试验依据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》[12]的T0719方法进行，将动稳定度作为衡量混合料抗车辙性能的主要指标。

首先，对成型的试件在60℃的环境下进行恒温养护，确保模拟高温施工条件，试件采用自动车辙试验机进行加载，记录不同试件在加载过程中的动稳定度，动稳定度的测试反映出试件在高温环境下的抗变形能力，每个试件进行三次重复测试取其平均值，以确保试验结果的稳定性，试验结果见表6。

试验结果表明，乳化沥青冷再生混合料的抗车辙性能能够满足高交通荷载路段的使用要求，在5727次/mm的动稳定度下，该混合料表现出优异的高温抗变形能力，表明在夏季高温环境下，路面不易产生车辙和其他高温变形病害。通过高温稳定性试验，确认了本次设计的配合比能够在高温环境下保持良好的路面结构稳定性，适用于高交通量的高速公路及重载交通路段。

3.2 水稳定性试验

水稳定性是路面材料在潮湿和寒冷条件下长期耐久性的重要指标。特别是在季节性冻融环境中，混合料的抗水损害能力直接影响路面的使用寿命。本文采用冻融劈裂试验，依据JTG/T 5521-2019《公路沥青路面再生技术规范》附录F的方法，对乳化沥青冷再生混合料的水稳定性进行评估。

试件在进行冻融循环前，先在常温下进行恒温养护，确保试件内部结构稳定，冻融劈裂试验包括冻融循环和抗拉强度测试两部分，试件经过规定次数的冻融循环后进行劈裂强度试验。通过测量试件在冻融后的抗拉强度，并与未冻融试件的抗拉强度进行对比，计算抗拉强度比（TSR），作为评估混合料水稳定性的关键指标，试验结果见表7。

表7中，冻融后的劈裂抗拉强度为0.60MPa，未冻融劈裂抗拉强度为0.75MPa，抗拉强度比为80.0%，高于规范的最低要求，表明该混合料在水稳定性方面具有良好的性能。混合料的设计配合比有效增强了其抗水损害能力，特别是在寒冷环境下，仍能够抵御水的侵蚀，避免路面早期病害的发生，如冻融引起的开裂和松散。

本文开展了乳化沥青冷再生混合料的配合比设计及其路用性能试验与分析，主要结论如下。

（1）本文采用了粗粒式级配，通过优化乳化沥青用量（3.5%）、最佳含水率（3.6%）及外掺水泥（1.5%）的比例，确保了混合料具备较好的黏结性能和力学性能。

（2）乳化沥青冷再生混合料的动稳定度为5727次/mm，这表明混合料在高温环境下具有较强的抗车辙能力，适合应用于夏季高温和重载交通条件下的路面施工。

（3）乳化沥青冷再生混合料的抗拉强度比达到80.0%，满足规范要求，这表明通过添加1.5%的水泥，显著提升了混合料水稳性。

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[11] JTG/T 5521-2019，公路沥青路面再生技术规范[S]. 北京∶ 科学出版社，2019.

[12] JTG E20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S]. 北京∶ 科学出版社， 2011.