仝 佳， 张若平

(1.山西交通职业技术学院， 山西 太原 030031； 2.密歇根理工大学 土木与环境工程系, 密歇根 霍顿 MI49934)

0 引言

截止2018年底，我国公路总里程486万km，其中高速公路14.2万km，伴随着我国公路建设快速发展和大量高等级公路沥青路面需要进行翻修和重建，“十三五”期间每年全国沥青路面回收料达到了8500万t，沥青路面回收料的再生利用任务更为迫切和繁重，在此背景下，旧沥青路面材料的再生利用问题得到广泛关注和重视[1-3]。沥青路面材料循环利用是公路交通行业节能减排工作的重点之一，也是转变公路交通发展方式的重要内容，加快推进公路路面材料循环利用工作，是建设资源节约型、环境友好型社会和发展绿色的必由之路。泡沫沥青冷再生技术是实现半刚性基层沥青路面结构转换与性能恢复的关键技术，不仅可以实现路面结构补强与恢复路面使用性能，还可以充分发挥废旧沥青路面材料(Recycled Asphalt Pavement，RAP)的“残留强度”和“剩余价值”，对促进RAP的循环利用，保护生态环境、降低材料成本大有裨益[4-7]，泡沫沥青冷再生混合料因具有RAP利用率高、施工便捷、路用性能和抗疲劳耐久性能优良等诸多优势，因而受到工程界和学术界广泛关注。近年来，国内外学者从原材料组成设计、配合比设计方法、微细观强度形成机理与破坏机理、施工性能、路用性能、耐久性能及实体工程跟踪检测等方面深入研究了泡沫沥青冷再生混合料的技术性能，为泡沫沥青冷再生技术在国内外的推广应用奠定了良好的基础，泡沫沥青冷再生技术日渐成熟。

随着实体工程应用逐渐增多和研究的不断深入，传统泡沫沥青冷再生混合料的弊端也日渐明显，实体工程中泡沫沥青分散性差、集料表面泡沫沥青砂浆裹附性差、取芯困难、抗松散性能和水稳定性差等问题时有发生[8-11]，产生以上问题的重要原因是泡沫沥青胶结料自身黏结强度小，一般泡沫沥青占试件横截面面积的10%～36%，点焊状泡沫沥青没有形成完整的裹附沥青膜。目前泡沫沥青冷再生技术将RAP仅作为“黑色集料”使用，RAP表面老化沥青性能没有得到改善和恢复，所利用的仅仅是作为原材料之一的回收粒料，没有发挥RAP中老化沥青应有价值[11-13]，所谓的沥青路面冷再生其实准确应称之为“再利用”。生物油是大豆和玉米油等生物炼油提纯过程中生产的废油，据统计国内大豆、玉米等生物油提纯所产生的废旧生物油产量约40万t，目前废旧生物油主要做燃料直接燃烧处理，利用附加值非常低，研究表明[14]，废旧生物油是一种性能优良、来源广泛的沥青再生剂，应用前景非常广阔，本文将生物油再生剂应用于泡沫沥青冷再生技术，基于老化沥青再生的“组分调和理论”、“相容性理论”，通过生物油再生剂对老化沥青的稀释、溶解、扩散等作用，实现对RAP表面老化沥青的再生，从而恢复老化沥青的黏结力，促进再生沥青与泡沫沥青的融合。经室内试验研究和实体工程应用经验总结，为提升泡沫沥青冷再生混合料路用性能与耐久性提供一种新的改善措施。

1 原材料与试验方案

1.1 试验原材料

回收沥青路面材料(RAP)来源于陕西省西安市友谊西路城市主干道路沥青混凝土面层，现状道路已经服役了8 a，RAP由冷铣刨法获取，RAP经分层铣刨、去除超粒径、筛分等工序后处理后分0～5、5～10、10～25 mm 3个粒径规格，RAP性能测试见表1。新添加粗集料采用10～25 mm石灰岩碎石，经检测碎石的针片状含量9.3%、压碎值18.6%、洛杉矶磨耗损失22.7%、毛体积相对密度2.708。细集料采用0～3 mm机制砂，砂当量82%、棱角性流动时间35 s，表观相对密度2.711，粗细集料各项指标满足《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)要求。基质沥青为克拉玛依90#A级道路石油沥青，其各项性能满足JTG F41-2004要求，按照JTG F41-2008附录E泡沫沥青发泡试验确定克拉玛依基质沥青的最佳发泡温度为165℃，最佳发泡用水量为2.0%，泡沫沥青的膨胀率22(倍)、半衰期17s，满足JTG F41-2008规范厂拌沥青冷再生泡沫沥青膨胀率大于10(倍)、半衰期大于8s技术要求。选用PO42.5硅酸盐水泥，水泥各项指标满足《道路硅酸盐水泥》(GBT 13693-2017)要求。试验研究选用大豆和玉米油提纯过程中生产的废油，据统计国内大豆、玉米等生物油提纯所产生的废旧生物油产量约40万t，目前废旧生物油主要做燃料直接燃烧处理，利用附加值非常低，国内外研究表明，废旧生物油是一种性能优良、来源广泛的沥青再生剂，应用前景非常广阔，生物油主外观为棕黑色液体、表观相对密度0.965、闪点285℃、RTFOT后质量损失0.76%、碳元素(C)含量78.84%、氢元素(H)含量(11.23%)、60℃黏度112mPa·s、饱和分含量小于15%。

表1 RAP性能Table 1 RAP performance类别RAPRAP中的沥青RAP中的粗集料RAP中的细集料含水率/%0.075 mm通过百分率变异性0.075 mm通过百分率变异性/%超粒径颗粒(>31 mm)含量/%沥青含量/%针入度/0.1mm 60 ℃黏度软化点/℃15 ℃延度/cm压碎值/%针片状颗粒含量/%棱角性、流动时间/s2.36 mm以下砂当量试验结果0.31.12.61.74.544.135568.73.618.47.843.061.0规范要求<2.0±2.0±5.0<5.0实测实测实测实测实测<30.0<20.0>30.0>55.0

1.2 泡沫沥青冷再生混合料配合比设计

以满足JTGF41-2008中粒式泡沫沥青冷再生混合料工程设计级配范围为目标，确定RAP掺量为86%，10～25 mm石灰岩碎石掺量为12%，矿粉掺量为2%，合成级配见表2。按照JTG F41-2008“修正马歇尔”试验步骤确定最佳击实含水量为6.3%、泡沫沥青用量为2.8%、水泥掺量为2.0%，在此配合比设计条件下，泡沫沥青冷再生混合料的空隙率为12.5%、干劈裂强度(ITS)0.55 MPa、干湿劈裂强度比86.5%、冻融劈裂强度比81.4%。

表2 泡沫沥青冷再生混合料矿料级配Table 2 Mineral gradation of foamed asphalt cold recycled mixture筛孔/mm合成级配/%规范要求/%26.500100.010019.00096.590～1009.50078.860～854.75050.735～652.36041.430～550.30013.710～300.0756.46～20

1.3 生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料预拌工艺

生物油再生剂有一定稀释、溶解、渗透和再生老化沥青作用，掺加生物油能够增加RAP中老化沥青的芳香分含量、降低沥青质的相对含量、实现沥青组分配比的协调，改善老化沥青的流变特性，从而使RAP表面的老化沥青获得黏结力，生物油预拌增强技术优势在于其对老化RAP中的老化沥青性能改善和发挥老化沥青黏结力作用，从而增加泡沫沥青冷再生混合料内部黏结强度，改善冷再生混合料整体结构强度。基于生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的技术原理，在拌和泡沫沥青冷再生混合料前先将生物油加入到RAP中，加入2%拌和用水量，以500rad/min速率匀速搅拌3～5min，常温焖料10min，使生物油与RAP充分接触。接着加入新集料和1.5%水泥，搅拌90s，加入剩余拌和用水，搅拌90s，边搅拌边喷入泡沫沥青，搅拌120s，完成混合料拌和，考虑到实际施工过程中泡沫沥青冷再生混合料拌和、运输时间，将拌和完成后的泡沫沥青冷再生混合料常温闷料45～60min，采用双面各击实50次成型马歇尔试件，不脱模在40℃环境箱中加速养生72h，然后取出马歇尔试件，趁热再双面各击实25次，采用 “50+25”成型马歇尔试件，主要考虑到加铺上层沥青混凝土层时压路机的二次碾压作用。

1.4 试验方案

试验研究间隔0.5%变化生物油掺量为RAP质量的0%～3.0%，基于马歇尔试验、劈裂强度试验、无侧限抗压强度试验、贯入剪切试验和三轴剪切试验研究生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的强度特性，通过低温弯曲试验、60℃车辙试验、浸水马歇尔、冻融劈裂试验、磨耗试验、肯塔堡分散试验和间接拉伸疲劳试验研究生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的路用性能、抗松散性能和耐久性能。

2 生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料强度特性

采用本文1.3所述预拌工艺成型泡沫沥青冷再生混合料试件，马歇尔试验和劈裂强度试验严格按照JTG F41-2008要求进行，试件尺寸为101.6mm×63.5mm(直径×高)，无侧限抗压强度试验采用150mm×150mm圆柱体试件，加载速率1mm/min，试验温度为25℃。贯入剪切强度试验方法及试验数据处理严格参照JTG D50-2017附录F进行，采用旋转压实成型100mm×100mm圆柱体试件，试验加载速率1mm/min，温度为60℃，贯入应力系数取0.34。三轴剪切试验在UTM-14P万能材料试验机上进行，试验过程中围压采用138kPa，试验加载速率为1.25mm/min，试验温度为40℃，所用试件尺寸为100mm×150mm(直径×高)。生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料力学强度试验结果见表3。

表3 力学强度试验结果Table 3 Mechanical strength testresults生物油掺量/%马歇尔稳定度/kN劈裂强度/MPa无侧限抗压强度/MPa贯入剪切强度/MPa三轴剪切c/kPaϕ/(°)06.60.551.870.84135.6537.540.57.10.612.230.95154.4938.031.07.90.652.561.12167.4138.081.58.50.712.741.32181.1238.122.09.40.803.011.35189.7638.182.59.10.762.741.24180.8337.893.08.20.732.481.15176.4437.61

由表3试验结果可知，随着生物油掺量增大，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的马歇尔稳定度、劈裂强度、无侧限抗压强度、贯入剪切强度及三轴剪切试验粘聚力c、内摩擦角φ均呈现先增大后减小趋势，掺加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%生物油后，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料相比普通泡沫沥青冷再生混合料(未掺加生物油)，马歇尔稳定度增大了7.6%、19.7%、28.8%、42.2%、37.9%、24.2%，劈裂强度增大了10.9%、18.2%、29.1%、45.5%、38.2%、32.7%，无侧限抗压强度增大了19.3%、36.9%、46.5%、61.0%、46.5%、32.6%，贯入剪切强度增大了13.1%、33.3%、57.1%、60.7%、47.6%、36.9%，三轴剪切试验粘聚力c增大了13.9%、23.4%、33.5%、39.9%、33.3%、30.1%，内摩擦角φ增大了1.3%、1.4%、1.5%、1.7%、0.9%、0.2%，由此可见，掺加生物油能够显著改善泡沫沥青冷再生混合料的力学强度，其中生物油掺量约为2.0%时各项力学强度参数出现峰值，其中生物油掺量为2.0%时，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的马歇尔稳定度、劈裂强度、无侧限抗压强度、贯入剪切强度分别达到了9.4kN、0.8MPa、3.01MPa、1.35MPa，基本达到了热拌沥青混合料强度水平，采用生物油预拌工艺生产泡沫沥青冷再生混合料具有较好的技术优越性。

分析其原因，根据老化沥青再生的“组分调节理论”、“相容性理论”，生物油富含芳香分等轻质油，生物油对RAP表面老化沥青有渗透、溶解、软化、再生作用，掺加生物油外加再生剂提高了RAP中老化沥青芳香分的含量、降低沥青质相对含量，调节老化沥青组分配比、减小老化沥青中各组分溶度参数差，从而恢复了RAP表面老化沥青的黏结力，老化沥青恢复黏结力后起到了胶结料黏结作用，提高了泡沫沥青冷再生混合料内部的黏聚力，随着生物油掺量增大，被生物油再生剂还原的老化沥青数量越多，同时生物油再生剂渗透老化沥青的深度越大，对泡沫沥青冷再生混合料黏聚力改善效果越明显；生物油在新集料表面形成油膜裹附，改变了泡沫沥青选择性与填料黏附接触状态，提高了泡沫沥青与粗集料的黏附性，“点焊”状分布的泡沫沥青接触点数量更多，泡沫沥青分散性状更加均匀，这有利于提高泡沫沥青的黏结强度，宏观表现为生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的各项力学强度大于普通泡沫沥青冷再生混合料。在常温条件下生物油对老化沥青性能的恢复能力有限，随着生物油掺量进一步增大，再生沥青的数量趋于饱和后，过多的生物油掺量，将导致泡沫沥青被过渡软化，泡沫沥青胶结料因黏度显著降低而不能发挥黏结力作用，且处于游离状态的生物油在集料表面形成富油层，对受荷时结构面滑移起到了润滑作用，反而削弱了集料之间的骨架嵌挤作用，过多的生物油掺量，生物油的润滑作用和对泡沫沥青的稀释作用，将导致泡沫沥青冷再生混合料内部更易于产生黏结失效破坏和黏附失效破坏，宏观表现为随生物油掺量增大，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料粘聚力c、内摩擦角φ呈现先增大后减小趋势，其余各项力学强度变化趋势与c、φ值规律一致。

3 生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料路用性能与疲劳特性

3.1 高低温性能与水稳定性试验

采用冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验和干湿劈

裂强度比试验评价生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的水稳定性，采用车辙试验、低温弯曲试验评价生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的高低温性能，路用性能试验方法参照JTG E20-2011进行，结果见表4。

由表4试验结果可知：

a. 普通泡沫沥青冷再生混合料(未掺加生物油)的动稳定度达到了4000次/mm以上，泡沫沥青混合料作为路面结构基层或下面层表现出了优良的高温稳定性。掺加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%生物油后，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的动稳定度比普通泡沫沥青冷再生混合料提高了11.8%、16.8%、27.6%、27.7%、20.8%、16.5%，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料动稳定度基本达到了5000次/mm，表现出了优良的高温稳定性，由此可见，随着废生物油掺量增大，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的动稳定度先增大后减小，在生物油掺量为2.0%时动稳定度达到最大值。分析其原因，生物油再生剂恢复了RAP表面老化沥青的黏结力，使老化沥青具有一定黏结强度，而普通泡沫沥青冷再生混合料中RAP只是作为“黑色集料”使用，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料比普通泡沫沥青冷再生混合料有更大的黏结强度，但掺加生物油的稀释、溶解作用也增加了泡沫沥青砂浆和RAP的感温性，当后者的劣化作用大于前者时，泡沫沥青冷再生混合料的高温抗变形能力将减弱。

表4 路用性能试验结果Table 4 Road performance test results生物油掺量/%车辙试验低温弯曲试验水稳定性试验动稳定度/(次·mm-1)车辙变形量/mm弯拉强度/MPa弯曲应变/με冻融劈裂强度比/%残留稳定度比/%干湿劈裂强度比/%0.04 3872.4533.8741 204.4479.485.489.40.54 9042.3294.3211 512.5986.394.594.51.05 1262.1244.7841 763.3489.495.495.51.55 5982.0125.1291 890.491.496.996.32.05 6031.9315.3411 919.3695.398.497.42.55 3012.1015.1291 802.3493.197.498.93.05 1102.3254.9811 712.9190.396.197.2

b. 相比普通泡沫沥青冷再生混合料，采用生物油预拌工艺生产的泡沫沥青混合料其低温抗弯拉强度、最大破坏应变均明显提高。掺加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%生物油后，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的动稳定度比普通泡沫沥青冷再生混合料提高了11.5%、23.5%、32.4%、37.9%、32.4%、28.6%，同时最大弯曲应变增加了25.6%、46.4%、57.0%、59.4%、49.6%、42.2%，在生物油掺量达到2.0%时弯拉强度与弯曲应变达到最大值。分析其原因，生物油再生剂有软化老化沥青和润滑作用，一方面提高了泡沫沥青冷再生混合料的黏结力和增加了泡沫沥青的分散均匀性，保障了泡沫沥青的有效分散和冷再生混合料的有效压实，另一方面，RAP表面的老化沥青被还原后，沥青的劲度减小、柔韧性增强，柔性粘结材料数量增多，冷再生混合料整体柔性、抗变形能力和混合料整体黏结强度得到明显提高，因此低温性能得到明显改善。

c. 掺加0.5%～3.0%生物油后，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的冻融劈裂强度比、马歇尔残留稳定度和干湿劈裂强度比基本都达到了90%，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料比未添加生物油的泡沫沥青冷再生混合料表现出了更好的水稳定性。分析其原因可能是，生物油再生剂恢复了老化沥青性能，从而改善了泡沫沥青冷再生混合料界面黏结强度，同时确保了冷再生混合料有效压实，残留空隙数量减少，增大黏聚力和提高压实度均有助于改善冷再生混合料的抗水损害能力。

3.2 抗松散性能试验

将泡沫沥青冷再生混合料马歇尔试件在25℃、相对湿度75%环境箱内养生6h，用来模拟施工现场泡沫沥青冷再生初期养生条件，马歇尔试件在40℃环境箱中养生3d，用来模拟试件完全形成强度后的养生条件。采用磨耗试验和肯塔堡分散试验评价泡沫沥青冷再生混合料的初期抗磨耗性能和抗松散性能，磨耗试验技术参数参照ASTM D7196-06的要求，分散试验参照JTG E20-2011(T0733-2011)的要求，试验结果见表5。

表5 抗松散性能试验结果Table 5 Test results of anti-loose performance生物油掺量/%磨耗质量损失率/%分散损失率/%0.04.926.70.53.720.61.03.217.41.52.913.32.02.611.42.52.812.93.03.114.8

由表5试验结果可知，掺加生物油对泡沫沥青冷再生混合料的早期磨耗质量损失率和分散质量损失率影响较大，随着生物油掺量增大，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的磨耗质量损失率和分散质量损失率均呈现先增大后减小的趋势，添加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%生物油后，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的早期磨耗质量损失率比未添加生物油的泡沫沥青冷再生混合料减小了24.5%、34.7%、40.8%、46.9%、42.9%、36.7%，同时终期分散质量损失率减小了22.8%、34.8%、50.2%、57.3%、51.7%、44.6%，由此可见，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的抗松散性能明显优于未添加生物油的泡沫沥青冷再生混合料，在生物油掺量为2.0%时预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料抗松散性能最佳，这主要得益于添加生物油再生剂有恢复对老化沥青黏结力作用。

3.3 生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料疲劳特性

采用间接拉伸疲劳试验评价预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的疲劳特性，试验研究选择生物油掺量为0.5%、1.0%、2.0%、3.0%，按照本文1.3预拌拌和并成型标准马歇尔试件。疲劳试验采用0.1、0.2、0.3、0.4的4个应力强度比，加载频率10 Hz，试验温度为20 ℃，疲劳试验结果见表6，采用疲劳寿命(Nf)与作用荷载(σ)之间的双对数拟合曲线对疲劳试验结果进行分析结果见图1。

由表6可见，相同应力水平条件下，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的疲劳寿命明显大于未掺加生物油的泡沫沥青冷再生混合料，随着生物油掺量增大，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的疲劳荷载作用次数呈现先增大后减小趋势，在生物油掺量为2%时预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能最优。相比未掺加生物油的泡沫沥青冷再生混合料，掺加0.5%、1.0%、2.0%、3.0%生物油后，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料在0.1应力强度比下的疲劳寿命分别提高了15.3%、31.7%、69.7%、37.1%，0.2应力强度比下的疲劳寿命分别提高了42.7%、67.0%、96.2%、48.5%，0.3应力强度比下的疲劳寿命分别提高了68.0%、109.1%、147.6%、89.0%，0.4应力强度比下的疲劳寿命分别提高了79.3%、129.0%、181.0%、84.8%。应变水平越大，掺加生物油再生剂对泡沫沥青冷再生混合料疲劳寿命的改善效果越明显，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料表现出了优良的抗疲劳耐久性能。

图1 疲劳寿命与作用荷载之间的双对数拟合曲线Figure 1 Double logarithmic fitting curve between fatigue life and action load

表6 不同应力水平疲劳试验结果Table 6 Fatigue test results of different stress levels生物油掺量/%不同应力强度比的疲劳荷载作用次数/次0.10.20.30.40.045 92520 9449 4893 8950.552 94329 89715 9456 9841.060 49934 98519 8428 9192.077 95341 09323 49110 9453.062 94931 10417 9317 199

采用疲劳寿命(Nf)与作用荷载(σ)之间的双对数拟合方程参数表征预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能对施加荷载的敏感性，由图1可见，疲劳方程的负线性拟合优化度R2大于0.98，一般而言，疲劳方程斜率n的绝对值越大，表明疲劳寿命对应变水平的变化越敏感，增大应力水平后疲劳寿命衰减幅度越大，拟合方程截距K越大，表明疲劳曲线线位越高，相同应变水平下相应的疲劳寿命越大，具有较大的K值和较小的n值，泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能就越好。掺加0.5%、1.0%、2.0%、3.0%生物油后，4种预拌增强型泡沫沥青冷再混合料疲劳寿命拟合方程截距为3.151、3.254、3.524、3.027，疲劳方程斜率n绝对值为1.306、1.299、1.246、1.577，截距K值比未掺加生物油的泡沫冷再生混合料增大了27.1%、31.3%、42.2%、22.1%，疲劳方程斜率n绝对值比未掺加生物油的泡沫冷再生混合料减小了25.7%、26.1%、29.1%、10.3%，由此可见，相比未掺加生物油的泡沫沥青冷再生混合料，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能更优，疲劳寿命对应力水平变化的敏感程度更低，更具有耐久性。

4 试验段应用

基于室内研究成果，课题组结合2016年宁夏某双向四车道国道一级路大修工程进行了试验段验证，本项目的实施也是宁夏省第一条全线大规模采用泡沫沥青冷再生施工的大中修项目，施工过程中面临施工工期处于低温施工、施工期短、运输时间长等诸多不利条件。设计采用铣刨原老路12cm沥青混凝土层后整体结构补强方案，新加铺路面结构为：12cm泡沫沥青冷再生基层+6cm AC-20C改性沥青混凝土+4cm AC-13C改性沥青混凝土。试验段采用12cm中粒式生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料，试验段长度1km，生物油掺量为RAP质量的2%，泡沫沥青用量为2.8%，水泥掺量为1.5%，最佳拌和用水量为6.5%，铺筑完成后养生期平均气温15℃，平均湿度78%，养生4d后即可取出完整芯样，临近路段未掺加生物油再生剂的泡沫沥青冷再生混合料最快5～6d才取出完整芯样。从图2预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料外观看，泡沫沥青混合料集料表面被沥青膜裹附，与乳化沥青冷再生表观非常相似，可见生物油再生剂对RAP表面老化沥青溶解、稀释、再生效果比较明显。试验段钻芯取样试验结果见表7。试验段芯样的空隙率、劈裂强度、冻融劈裂强度、干湿劈裂强度比均满足JTG F41-2008规范要求，相比未掺加生物油的泡沫沥青冷再生混合料，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的空隙率减小了2.6%，同时劈裂强度、无侧限抗压强度、贯入剪切强度增大了42.4%、60.8%、62.3%，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料水稳定性更好，试验段服役了2a后无明显车辙和反射裂缝，路面状况良好，试验段达到了研究应用目的。

(a) 预拌增强型泡沫沥青冷再生裹附状况良好

(b) 现场摊铺均匀性良好

(c) 养生4 d后钻出完整芯样

(d) 预拌增强型泡沫沥青冷再生层碾压后表面

表7 泡沫沥青冷再生混合试验段芯样性能试验结果Table 7 Results of core sample performance test of foamed asphalt cold recycled test section试验项目空隙率/%劈裂强度试验40 ℃马歇尔稳定度试验劈裂强度/MPa干湿劈裂强度比/%马歇尔稳定度/kN浸水残留稳定度/%冻融劈裂强度比/%无侧限抗压强度/MPa贯入剪切强度/MPa预拌增强型泡沫沥青冷再生 9.70.8499.38.999.497.53.120.87普通泡沫沥青冷再生12.50.5986.26.489.584.21.941.42规范要求9～14≥0.50≥75.0≥6.075.070.0无要求无要求

5 结语

为改善常规泡沫沥青冷再生混合料的路用性能与耐久性，文章提出一种新型冷再生再生剂—生物油，首次提出采用生物油预拌工艺生产泡沫沥青冷再生混合料，试验研究发现：

a. 通过生物油预拌工艺，从而使RAP表面的老化沥青获得黏结力，生物油预拌增强技术优势在于其对老化RAP中的老化沥青性能改善和发挥老化沥青黏结力作用，从而增加泡沫沥青冷再生混合料内部黏结强度，改善冷再生混合料整体结构强度。

b. 随着生物油掺量增大，预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的马歇尔稳定度、劈裂强度、无侧限抗压强度、贯入剪切强度及三轴剪切试验粘聚力c、内摩擦角φ均呈现先增大后减小趋势，生物油掺量为2.0%时，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的峰值马歇尔稳定度、劈裂强度、无侧限抗压强度、贯入剪切强度分别达到了9.4 kN、0.8MPa、3.01 MPa、1.35 MPa，基本达到了热拌沥青混合料强度水平。

c. 相比未掺加生物油的泡沫沥青冷再生混合料，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能和抗松散性能更优，生物油预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料疲劳寿命对应力水平变化的敏感程度更低，更具有耐久性。

d. 生物油作为泡沫沥青冷再生混合料辅助再生剂适宜的掺量为2.0%。铺筑试验段服役了2 a后无明显车辙和反射裂缝，路面状况良好，采用生物油预拌工艺生产泡沫沥青冷再生技术具有推广应用价值。