目前回收沥青路面材料(Reclaimed Asphalt Pavement,RAP)的再生利用作为现代交通业日趋重要的低碳技术已经逐步为公众所接受，使用规模越来越大。从再生混合料性能的角度而言，一般情况下，厂拌热再生混合料的性能优于其他再生方式的沥青混合料，可以用于各个等级公路的沥青面层及柔性基层^[1]。

与其他再生技术相比，目前厂拌热再生工艺所加入的旧沥青混合料的比例一般是最低的。我国现行规范要求厂拌热再生回收沥青路面材料RAP掺配比通常在15%~30%，实际上应用的RAP材料掺量一般不超过20%。

目前厂拌热再生常用方式为RAP加热至110 ℃以上，新料加热至200 ℃左右，RAP通过单独的烘干筒加热后进入沥青混合料拌和锅与新集料、新沥青拌和。在此生产过程中，RAP加热温度过高会导致旧沥青过度老化，造成旧沥青的碳化，并且熔化的沥青会部分粘住提升机、计量系统，影响正常工作。同时，新集料的加热温度不能无限上升，一般不宜高于200 ℃，否则石料可能变性，强度下降。新集料和RAP的加热温度都有上限的情况下，为保证再生混合料的出料温度，厂拌热再生RAP掺加比例难以提高。

面对厂拌热再生旧料碳化、送料通道堵塞和RAP比例不高的问题，本研究拟采用温拌再生的工艺予以解决，即在进行厂拌热再生的过程中采用温拌工艺适当降低RAP的加热温度，使旧料的温度不超过100 ℃，以缓解旧料粘附再生系统的问题，也可避免旧料的进一步老化，为突破30%的旧料掺量创造条件。降低旧料加热的同时并不提高新集料的加热温度的话，混合料的出料温度必然降低，采用温拌技术是保证再生混合料能够有良好碾压效果的有效途径^{[2, 3, 4]}。

根据目前国内外研究，基于表面活性剂的温拌沥青技术可使温拌混合料的出料温度降低20～40 ℃，其性能完全符合现行施工规范要求，在车辙动稳定度和冻融劈裂试验方面性能优良^{[5, 6]}。该技术目前是我国应用最为广泛的温拌技术。将温拌技术应用于厂拌热再生，有助于突破20%～30%的常规掺加比例限制，掺加比例有望可以提高至40%～50%。

与厂拌热再生的名称相对应，将温拌沥青混合料技术应用到厂拌热再生中的工艺简称为“厂拌温再生”。厂拌热再生技术已经在我国广泛应用，该类混合料的路用性能得到了工程验证，其新旧沥青的融合性已经经受了实践考验，美国的黑石研究(Black Rock Study)也认为厂拌热再生混合料的实际性能更接近于“完全融合”状态。但是，对于旧料的掺配比例高于30%的厂拌温再生而言，在其拌和温度比热再生显著下降情况下，其新旧沥青的融合性直接关系到再生后混合料的路用性能，新旧沥青能否充分融合是大家关注的问题，有必要通过研究确定。

孙吉书等^[3]采用Sasobit法温拌工艺研究认为：温拌再生沥青混合料中RAP的掺入一定程度上能够提高混合料的动稳定度，但会降低沥青混合料的低温性能；另外，冻融劈裂强度比(TSR)可达到常规热拌沥青混合料的水平。但是，该研究仅通过常规性能指标评价了温拌再生沥青混合料的性能，无法验证或表明新旧沥青之间的融合性。

章顺风^[7]认为：根据相容性理论，温拌再生沥青混合料中老化沥青与新沥青是存在浓度梯度，在拌和的过程中存在分子扩散作用，而且由于添加的温拌剂Evotherm能够降低沥青的黏度，在拌和过程中更加有利于老化沥青分子的扩散。但是其他研究表明，对于表面活性剂法(Evotherm)温拌添加剂并不会对沥青黏度有显著影响^[6]，温再生混合料中沥青的扩散和新旧沥青的融合性仍无法确定。

美国旧沥青混合料专家特别工作小组(RAP Expert Task Group)于2008年10月举行的交流会上Audrey Copeland 等认为采用Astec的双滚筒注水的绿色工艺可降低热再生混合料温度的情况，大比例再生混合料由于出料温度的下降导致混合料的劲度降低。在2011年第二届温拌沥青技术大会上，J. Richard Willis等^[8]也证实在高、中温度时温拌技术降低了沥青混合料的劲度模量，并认为温拌技术提升了再生沥青混合料的抗开裂疲劳能力。

总之，在国内外厂拌温再生目前还是一项全新的研究思路，在小范围内开展了初步的探索性研究。由于是在较低温度下大比例(30%以上)添加RAP，厂拌温再生的新旧沥青的融合性问题还需要通过进一步研究来确定。

本研究选择有代表性的沥青混合料路用性能指标来表征温再生混合料中结合料的融合性。

相关研究以完全融合的新老沥青拌制的混合料性能为基准，常规的温再生混合料性能与之比较，根据比较结果分析新旧沥青的融合性。所谓完全融合的新旧沥青是指将RAP料中的沥青全部抽提、蒸馏回收后，按比例与新沥青在加热至液态下均匀混合，此时的沥青结合料认为是完全融合的。用此沥青拌制出混合料，继而成型试件并进行指标测试，由此测试的结果就作为基准评价其他混合料的融合性。沥青完全融合情况和常规温再生工况的混合料中总沥青用量是一样的。

选用三氯乙烯作为溶剂，离心抽提的回收沥青混合液采用阿布森法蒸馏的方式获取回收沥青，已有研究表明该过程对沥青指标的影响可以忽略，该方法回收得到的沥青能够还原抽提液中的沥青^[9]。

集料共4个规格，分别为10～20 mm(玄武岩)、5～10 mm(玄武岩)、3～5 mm(石灰岩)和0～3 mm(石灰岩)。另外，还有0～5 mm和5～10 mm这两档RAP。

沥青：采用道路石油沥青70号A级沥青。

温拌添加剂：选用已经得到工程验证的表面活性剂类温拌剂。

为使研究具有一定代表性，在现行规范^[10]要求范围内根据经验选取工程上的常用级配AC-16型，其级配形式见表 1。

在确定新旧各料比例过程中，以不同RAP含量再生混合料的级配宜尽可能接近为原则；由于50%再生料的含量偏高，其中集料的0.075 mm通过率偏高，通过新料已经无法再进一步调整，因而导致其合成级配偏细。在已有工程经验基础上，试验过程中的油石比都确定为4.5%，根据RAP含量确定完全融合的沥青中回收沥青的比例。

从施工便利性而言，采用基于表面活性剂的温拌沥青混合料中的温拌沥青法，即直接用温拌沥青代替热沥青拌制沥青混合料，是现阶段所有温拌工艺中最为方便的，对现有的施工体系影响最小的温拌体系。本研究采用温拌沥青的工艺，直接选用温拌沥青代替热沥青加入到新集料和RAP中，拌制温再生沥青混合料。

(1)常规温再生工艺。将RAP料先加入到拌和锅中与新集料进行预拌，然后再加入温拌沥青等材料一起拌和，该拌制温再生沥青混合料的工艺是常规温再生工艺。对于常规温再生工艺，试验中所用新旧料、温拌沥青和温再生混合料的温度控制情况如下：新集料加热温度为170 ℃(30%RAP)，175 ℃(40%RAP)，180 ℃(50%RAP)；旧料加热温度为100 ℃；温拌沥青加热温度为135 ℃。

(2)新旧沥青完全融合情况。对于将RAP中沥青和集料分开后，把新沥青和旧料中沥青完全混合加入温拌添加剂，制作温拌沥青，并用该温拌沥青拌制温再生混合料，各料的温度控制情况如下：集料加热温度：150 ℃为温拌沥青加热温度为135 ℃。

以上所有的温再生混合料控制出料温度125 ℃，并将混合料在125 ℃烘箱内养生2 h后再成型。采用旋转压实仪SGC成型试件，控制试件的空隙率为4%左右。

通过室内试验验证：在温再生混合料拌制过程中，通过在拌和锅内强制搅拌15～25 s，回收旧料都可被充分打散，不存在结团情况，即旧料和新料在预拌和阶段就有很好的混合。因此，在后续的室内拌和试验中，先将回收旧料和新集料预先拌和 25 s 后再加入沥青等材料进行温再生混合料的拌制。

本研究选用沥青混合料试件的间接拉伸相关试验来研究分析结合料的融合性。具体试验指标包括：

(1)沥青混合料的劈裂试验强度、干湿劈裂强度比以及冻融劈裂值。沥青混合料的劈裂试验是对规定尺寸的圆柱体试件，通过一定宽度的圆弧形压条施加荷载，将试件劈裂直至破坏的试验。试验方法按照现行试验规程进行^[11]。

(2)间接拉伸劲度模量。试验仍采用圆柱体试件，参考欧洲CEN标准EN 12697—26进行试验。试验采用Cooper NU-14试验机，施加的荷载为半正矢波(Haversine)，荷载脉冲波形如图 1所示^[12]。该波形图中的1为荷载脉冲峰值，2为荷载脉冲重复时间，3为荷载脉冲上升时间，指荷载脉冲从零增加到最大值的时间，本试验采用124 ms^{[12, 13]}。

图 1 荷载脉冲波形示意图 Fig. 1 Wave form of load pulse

图选项

试验前试件放置Cooper保温箱中在15 ℃的环境箱中保温4 h后进行测试。应力水平为250 kPa，先对试件预加5个脉冲荷载，测定之后的5个荷载脉冲作用下的劲度模量^[13]。

测试不同旧料掺量的常规温再生和沥青完全融合温再生沥青混合料试件的劈裂强度、浸水劈裂强度，测试结果汇总于表 2中。

对比分析30%RAP掺量情况下的温再生沥青混合料性能，结果表明：无论是劈裂试验强度还是浸水劈裂试验强度，常规的温再生工艺比沥青完全融合状态下的强度还要高。在回收旧料含量为40%和50%时也有相同的规律。

分析原因认为：本次研究温再生都基于一个前提，即沥青完全融合情况和常规温再生工况的总沥青用量是一样的。常规温再生工艺中回收旧料部分，由于在最初拌和时采用的热拌沥青混合料工艺拌和，集料温度和拌和温度都比较高，远高于温拌再生过程中所采用的温度，因此该部分旧料就有较高的沥青吸收百分率；而在沥青完全融合状态下，通过抽提回收可充分地将旧料中所有沥青都回收出来，掺加到新沥青中一起进行温再生的拌和，此时集料的温度一般为150 ℃，拌和温度仅125 ℃左右，相对于热拌沥青混合料拌和温度显著降低，如此较低的温度使温再生混合料沥青吸收百分率下降，即相对于常规温再生工艺，沥青完全融合状态下温再生混合料具有更多的自由沥青。鉴于此认为，由于沥青完全融合的温再生混合料的有效沥青偏多使其强度也偏低，因此常规温再生工艺后的15 ℃的劈裂试验强度和浸水24 h劈裂试验强度相对较高。

根据上述试验结果和分析，从15 ℃的劈裂试验强度和浸水24 h后的劈裂强度来看，无论是30%RAP还是40%，50%RAP含量的大比例旧料温再生沥青混合料，其新旧沥青结合料的融合性并不会降低。

测试不同旧料掺量的常规温再生、沥青完全融合温再生沥青混合料试件的冻融劈裂强度，测试结果汇总于表 3中。

对比分析30%RAP掺量情况下的温再生沥青混合料冻融劈裂试验结果表明：无论是未冻融劈裂强度还是冻融后劈裂强度，常规温再生比沥青完全融合状态下的强度还要高，虽然前者的冻融劈裂值为79.5%，略低于后者的82.5%，但是两者比较接近。另外，在回收旧料含量为40%和50%时，包括未冻融劈裂强度、冻融后劈裂强度以及冻融劈裂值，常规温再生比沥青完全融合状态下的各个测试结果都要高。因此从冻融劈裂值的测试结果来看，无论是30%RAP还是40%,50%RAP含量的大比例旧料温再生沥青混合料，其新旧沥青结合料的融合性也不会降低。

测试不同旧料掺量的常规温再生、沥青完全融合温再生沥青混合料试件的间接拉伸模量，测试结果汇总于表 4中。

对比分析沥青完全融合及常规温再生试件间接拉伸模量，结果表明：RAP含量为30%时，常规温再生的间接拉伸模量比沥青完全融合时还高9.6%；40%RAP含量，50%RAP含量时温再生试件的间接拉伸模量比沥青完全融合时分别高出13.3%，19.0%。因此，与沥青完全融合的温再生混合料相比，常规温再生混合料的间接拉伸模量并不会下降。其原因如3.1所述应该是与沥青完全融合时有效沥青偏多所致。

基于上述劈裂强度、浸水劈裂强度、冻融劈裂试验、间接拉伸模量等参数的测试和对比分析，认为大比例RAP的厂拌温再生混合料中新旧沥青结合料可有很好的融合性。

选择基于表面活性剂的温拌沥青工艺，分30%，40%和50%RAP含量的情况，拌制出大比例的温再生沥青混合料后并成型，试验研究了AC-16型温再生混合料的性能，分析了该混合料中新旧沥青的融合性，通过研究得出结论如下：

(1)温再生沥青混合料试件的劈裂强度、浸水劈裂强度、未冻融劈裂强度、冻融后劈裂强度值以及间接拉伸模量总体上都随着回收旧料比例的增加而上升；对于沥青完全融合时的温再生混合料试件，有相同的试验规律；与之相比较，前者常规温再生的各个指标值都有相应提高。

(2)基于上述劈裂强度、浸水劈裂强度、冻融劈裂值、间接拉伸模量指标参数的测试和对比分析，认为厂拌温再生混合料中新旧沥青可有很好的融合性。