《Journal of Road Engineering》：Performance evaluation and optimization of emulsified asphalt cold recycled mixtures using dual-recycled RAP and RAI materials
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本文针对道路铣刨废料处置难题，创新性地采用沥青路面再生料（RAP）与无机结合料稳定再生骨料（RAI）协同制备乳化沥青冷再生混合料（ECRM）。研究通过系统配比设计（RAP:RAI:新骨料=30:50:20/40:40:20/50:30:20）与多维度性能测试（高温车辙、冻融劈裂、单轴压缩、动态模量），揭示增加RAP用量可提升混合料柔韧性（劈裂强度最高提升22.3%），但会降低高温稳定性（动稳定度下降31.8%）和抗压性能（抗压强度降低16.4%）。该研究为道路工程固废资源化提供了兼顾性能与可持续性的解决方案。
当我们行驶在四通八达的公路上时，或许很少会想到这些道路"衰老"后产生的巨量废料该去往何处。据统计，我国公路养护里程已超过543万公里，每年铣刨处理产生的废弃混合料高达8.9亿吨，这些堆积如山的废弃物不仅占用土地资源，更对环境构成严峻挑战。更棘手的是，随着石料价格飙升和石油沥青资源日益紧缺，传统筑路方式正面临可持续发展瓶颈。在这一背景下，沥青路面再生技术成为破局关键，而其中能在常温下施工的乳化沥青冷再生技术（CR），因其较热再生（HR）可降低56%碳排放和50%能耗，尤其受到工程界青睐。
然而，现有研究多聚焦于单一来源的再生材料——要么使用来自面层的再生沥青路面料（RAP），要么采用基层的无机结合料稳定再生骨料（RAI），未能充分发挥不同再生材料的协同效应。这正是西安科技大学李海斌团队在《Journal of Road Engineering》发表的研究着力突破的难点。研究人员创新性地提出将RAP与RAI作为双再生材料用于乳化沥青冷再生混合料（ECRM）制备，通过科学配比设计实现"刚柔并济"的性能优化，为道路固废资源化利用开辟了新路径。
为攻克这一难题，研究团队采用了多维度技术方法体系：首先通过离心分离与旋转蒸发技术对RAP中旧沥青含量、性能指标及骨料级配进行精准表征；随后采用正交试验设计方法，以重型击实试验确定最佳含水率与最大干密度，通过抗压强度试验优选水泥掺量（1.0%-2.0%），并基于马歇尔稳定度与劈裂强度测试确定最佳乳化沥青用量（3.5%-5.5%）；最后通过高温车辙、冻融劈裂、单轴压缩和动态模量等系列试验，系统评估三种配比方案（RAP:RAI:新骨料=30:50:20、40:40:20、50:30:20）的路用性能。
高温稳定性分析
研究发现，随着RAP用量增加和RAI用量减少，混合料动态稳定性呈现规律性下降。配比方案3（50:30:20）较方案1（30:50:20）动稳定度降低31.8%，这源于RAI表面粗糙度赋予的骨料间摩擦嵌锁作用减弱，而RAP中残留老化沥青的润滑效应则降低了混合料内摩擦阻力。值得注意的是，三种配比的动稳定度均超过2000次/毫米规范要求，证明ECRM基层具备优异的高温抗变形能力。
水稳定性分析
冻融劈裂试验揭示出有趣的现象：随着RAP掺量增加，混合料劈裂强度（冻融前/后分别提升22.3%和15.9%）显著提高，但冻融劈裂强度比（TSR）却降低5.2%。这表明RAP虽能增强混合料柔韧性，但其老化沥青在水分侵蚀下更易开裂剥落，而RAI表面水泥砂浆层可强化骨料间粘结，从而提升抗水损害能力。所有配比TSR值均高于75%，满足重交通等级规范要求。
抗压性能分析
单轴压缩试验表明，方案3较方案1抗压强度与抗压回弹模量分别下降16.4%和13.1%。RAI中水泥水化产物形成的刚性骨架结构是混合料抗压性能的关键，而RAP用量增加导致柔性组分比例上升，弱化了骨料间嵌锁作用。这种"刚性减弱-柔性增强"的特性变化，恰为缓解半刚性基层反射裂缝提供了新思路。
动态模量分析
在0.1-25Hz频率范围内，动态模量随加载频率增加而增大，且在0.1-5Hz区间增长最为显著。方案3在5Hz频率下的动态模量较方案1降低13.9%，证实增加RAP用量可有效提升混合料柔度。这种粘弹性特征的调控，为基于疲劳抗力需求的基层材料设计提供了重要参数依据。
研究最终确定配比方案1（RAP:RAI:新骨料=30:50:20）为最优方案，其在保持良好抗压性能（抗压强度2.07MPa）的同时，兼具优异的高温稳定性（动稳定度3187次/毫米）和水稳定性（冻融劈裂强度比91.8%）。该成果不仅实现了沥青面层废料与基层废料的协同利用，更构建了"刚柔梯度过渡"的复合结构层，为提升再生路面结构耐久性提供了关键技术支撑。通过生命周期评估（LCA）视角可见，这种双再生材料应用模式显著降低了对天然骨料和沥青的需求，减少了开采、加工和运输过程的能源消耗与碳排放，同时极大缓解了填埋场占地压力，是推动道路工程向低碳可持续发展转型的重要实践。
