发泡TB橡胶沥青冷再生混合料优化研究：基于空隙特性与力学强度关系的深入解析

本文系统研究了发泡终端共混（TB）橡胶沥青冷再生混合料的空隙特性与力学强度关联机制，通过X射线断层扫描技术量化空隙参数（孔隙率、分形维数等），揭示力学性能与非线性因素（沥青用量、拌合水）及线性因素（养护温度、水泥含量）的耦合关系，并经由生命周期评价（LCA）证实冷就地再生（CIR）技术可较热拌沥青（HMA）降低40%以上能耗与温室气体排放，为绿色道路修复技术提供关键理论与数据支撑。

　　

Highlight

本研究通过多尺度分析揭示了发泡TB橡胶沥青冷再生混合料中空隙结构与力学性能的深层关联，为绿色道路工程提供创新性设计范式。

Conclusion

通过系统研究发泡TB橡胶沥青含量、拌合用水量、养护温度及水泥掺量对冷再生混合料力学强度与空隙特性的影响，建立了力学性能与空隙参数的定量关系，主要结论如下：

(1) 空隙特性（孔隙率、最概然孔径及分形维数）与拌合用水量及发泡TB橡胶沥青含量呈非线性关系，而与养护温度和水泥含量呈正相关；

(2) 力学强度与孔隙率、最概然孔径负相关，与分形维数正相关，其中剪切强度与抗压强度表现出更显著的相关性；

(3) 生命周期评价（LCA）表明，冷就地再生（CIR）技术较传统热拌沥青（HMA）可降低40%以上的能耗与温室气体排放，凸显其环境友好性。

CRediT authorship contribution statement

Yejing Meng: 原始撰写、资金获取、数据整理与概念设计；

Yong Wen: 监督指导与资金支持；

Yongkang Dong: 原始撰写与数据整理；

Chunjin Ai: 监督指导；

Jiupeng Zhang: 监督指导；

Jianzhong Pei: 监督指导与资金支持。

Declaration of competing interest

作者声明不存在任何可能影响本研究的财务利益或个人关系。

Acknowledgments

本研究受国家重点研发计划（2021YFB2600603、2021YFB2600600）、国家自然科学基金（52178408）、中国博士后科学基金（2019M653521）及中央高校基本科研业务费（300102214704）资助，特此致谢。