厂拌热再生沥青混合料组成设计方法综述

近年来，中国公路建设事业取得飞跃发展。截至2020年底，全国公路通车总里程达519.8万km，其中，高速公路通车总里程达16.1万km，公路的大规模建设为经济社会的快速发展发挥了重要的支撑作用。与此同时，中国早期修建的沥青路面已经步入维修养护期，翻修铣刨产生的大量沥青路面旧料处理成为一项难题。随着全球环境问题的日益凸显，各国都提出并着手实施节能减排的相关举措。中国也已明确近5年内大力治理碳排放，努力实现碳中和的发展目标。沥青路面再生技术具有循环利用资源、节约能源、保护环境的多项优势，已成为践行碳中和发展战略的重要途径之一。

厂拌热再生是在拌和厂将RAP经破碎、筛分等预处理后，添加一定比例的新集料、新沥青(再生剂)进行加热拌和，使回收料成为优良再生沥青混合料的工艺。目前，世界各国都在加大沥青路面再生技术的推广应用规模，并努力推动RAP再生利用率的提高。2011年，美国联邦公路局将RAP含量超过25％的沥青混合料定义为高掺量RAP热再生混合料[1]。RAP掺量的增加有利于提高再生资源利用率以及沥青路面再生技术的经济环保优势，但是，由于RAP中老化旧沥青、旧集料特殊的材料特性，使得高掺量RAP热再生混合料设计生产难度加大，混合料部分性能也受到不利影响。因此，各国对沥青路面热再生中RAP的利用率都提出了明确的限定，如中国、美国厂拌热再生沥青混合料中RAP最大掺量一般不超过30％，南非一般不超过40％。厂拌热再生沥青混合料组成设计中各个环节处理是否得当、方法是否合理完善，将直接决定热再生混合料最终的性能水平，进而成为限制RAP最大利用率的重要控制因素之一。鉴于此，本文聚焦厂拌热再生沥青混合料组成设计方法中的几个关键技术问题，对相关设计环节及要素的研究现状进行整理综述，尤其对影响高掺量RAP热再生混合料技术性能的设计因素进行分析，总结存在的不足，并对后续改进研究的方向提出建议，以期完善厂拌热再生沥青混合料组成设计方法，保障高掺量RAP热再生混合料设计性能，实现RAP再生利用率的有效提升，推动沥青路面再生技术的可持续健康发展。

1.1 RAP材料性能评价

作为主要原材料之一，RAP材料的技术特性对热再生混合料的性能具有显著影响，因此，热再生混合料组成设计中需对RAP材料进行必要的技术性能测试与评价。

1.1.1RAP旧沥青含量与技术性能分析

已有大量研究表明，RAP旧沥青在热再生混合料中可部分发挥有效结合料的作用，因此，在混合料设计中首先应确定RAP旧沥青含量，通常采用燃烧炉法或溶剂萃取法进行测定。有研究对2种方法进行了对比分析，发现2种方法测试结果均明显低于真实值，燃烧炉法结果相对更为准确[2-3]。但对某些集料类型，在燃烧炉法测定过程中可能出现高温崩解的现象，沥青用量的测定结果需根据集料的烧蚀情况考虑合适的修正系数，同时，烧蚀也会造成集料性质及级配组成的改变，这种情况下不建议采用燃烧炉法进行RAP材料的回收与测试分析[3-4]。对高掺量RAP热再生混合料，包括中国在内的大多数国家建议采用溶剂萃取法回收RAP旧沥青，除确定旧沥青含量外，还可进一步开展相关沥青性能分析。但溶剂萃取法也存在一些弊端，如可能无法将旧沥青从集料表面全部回收出来，采用何种溶剂回收效果好以及各种溶剂可能产生的污染问题等[5]。虽然燃烧炉法和溶剂萃取法都存在不足，造成RAP材料有关指标测定结果存在一定的误差，但并不会对热再生混合料组成设计或RAP掺量产生明显影响[3]。

从旧路面获取的RAP材料在气候环境等因素作用下，其中的沥青结合料发生了不同程度的老化，其技术性能与新沥青存在较大差别，需对RAP中萃取回收的旧沥青技术性能进行相应的测试评价，以明确旧沥青对热再生混合料设计性能的影响。中国《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T5521-2019)(以下简称“再生技术规范”)要求检测RAP旧沥青的25℃针入度、软化点、15℃延度及60℃动力黏度4项指标[6]。当RAP掺量较高时，老化沥青将造成热再生混合料中混溶形成的再生沥青劲度显著增大，因此，Superpave沥青混合料设计规范(AASHTOM323)中相应规定需测试分析RAP旧沥青高、中、低临界温度，并确定其性能等级，在此基础上进行新沥青的合理选择[7-8]。对RAP掺量超过25％的热再生混合料，大部分国家的规范还要求分析新旧沥青溶合作用后形成的再生沥青性能[9-10]。在现行各国规范的要求基础上，研究者不断尝试提出更加合理的RAP旧沥青性质评价体系。如李海军[11]研究提出了包括针入度、低温延度、高温黏度、沥青含量、致污物含量以及薄膜烘箱老化后的针入度比、延度比的旧沥青关键指标体系，并利用这些关键指标相对原基质沥青的衰变程度建立了旧沥青再生利用度模型及标准，实现对旧沥青再生适用性的量化分析。此外，目前针对RAP旧沥青及再生沥青性能的评价，除采用振幅扫描、频率扫描、多重应力蠕变恢复等宏观试验方法外，研究者还尝试采用傅里叶红外光谱、薄层色谱、原子力显微镜等现代测试手段分析其微观结构特征及再生机理，并揭示不同维度性能表现之间的关系，相关研究成果有利于促进沥青再生技术的发展[12-14]。

1.1.2RAP材料其他技术性能分析

旧沥青回收处理后得到的RAP集料也需进行相关测试评价，主要包括RAP集料的级配组成以及反映集料物理特性的有关指标。RAP集料的级配组成决定了如何掺配相应级配的新集料，从而使合成矿料满足热再生混合料级配设计要求。由于RAP材料中旧沥青的胶结作用，造成RAP结团或假粒径现象较为严重，增大了热再生混合料矿料级配设计以及混合料体积指标控制的难度，这一问题将在后文论述。物理技术指标方面，Superpave设计体系要求评价RAP集料的毛体积相对密度(Gsb(RAP))以及相关认同特性指标；南非沥青协会要求测定RAP集料压碎值与扁平颗粒指数[15]；中国再生技术规范要求评价RAP粗集料针片状含量及压碎值、RAP细集料棱角性以及RAP颗粒的砂当量[6]。有研究对RAP颗粒砂当量指标的测试必要性提出异议，认为RAP细颗粒已由沥青进行裹覆，且溶剂法萃取回收过程中可能产生细料的损失或由于集料的分解产生额外的细颗粒，故建议无需进行该项指标的分析评价[4]。

含水率也是RAP材料性能评价的一项重要内容，直接影响热再生混合料的出料温度以及现场拌和楼的生产效率。RAP含水率变化1％，加热RAP所需的能耗将发生10％的改变[15]。RAP含水率较高时，热再生混合料设计生产中与高温度的新集料混合时间延长，造成RAP旧沥青老化加重[16]；同时，过高的RAP含水率将导致较多的水存留在热再生混合料中，造成混合料黏附性等问题[15]，故RAP最大设计掺量受制于热再生混合料允许的含水率水平[17]。因此，RAP再生利用中应对其最大含水率加以限制，如南非沥青再生手册的质量控制要求中规定RAP含水率不超过0.5％[15]，中国再生技术规范中要求低于3％[6]。

1.2 RAP材料变异性控制

1.2.1RAP材料变异性成因及其影响

不同道路沥青路面、同一道路不同路段或相同路段不同层位均可能采用不同种类的沥青混合料铺筑，沥青路面不同阶段可能进行各种维修或养护罩面，加之车辆荷载及各种环境因素的长期作用，皆有可能导致回收的RAP材料表现出一定的变异性，进而影响热再生混合料的均匀性[18]，这也成为限制RAP最大掺量的主要原因之一[3，19]。

RAP回收及处理方式对其组成与性能的稳定性也具有影响。李骏等[20]、张明杰等[21]研究提出沥青路面多层铣刨回收的RAP旧沥青含量及其技术性能、旧集料级配组成表现出明显的离散性，而分层铣刨可改善RAP旧沥青含量与性能的变异性，能基本保持原路面级配不发生大的变化。刘振丘[22]则认为多层整体铣刨与分层铣刨对RAP级配变异性影响不显著；与二次破碎分档后的RAP相比，未破碎的RAP级配变异程度明显，尤其在较粗与较细部分所处的级配两端变异性较大。Zaumanis等[23]对比分析了3个不同阶段取样获得的RAP材料组成与性能变异性，并研究其对RAP最大设计掺量的影响，发现与原路面RAP相比，经铣刨和料堆拌和处理后，RAP老化沥青含量及其针入度、软化点等指标的变异性明显降低，每一步均可实现RAP最大掺量10％的提高。

目前，大多数研究认为必须重视RAP的材料变异性对热再生混合料性能的影响。Montanez等[24]发现，RAP原材料的变异性对再生砂浆混合料水敏感性的影响最为显著。Mehta等[25]提出，当RAP掺量大于35％时，RAP的变异性会对热再生混合料产生不利影响。Austerman等[26]认为即使对RAP掺量较小(如＜15％)的再生混合料，也应考虑不同RAP材料的特性差异进行针对性设计。

1.2.2RAP材料变异性控制措施

为减小RAP变异性对热再生混合料的影响，中国、美国、澳大利亚等国家均对RAP主要技术指标的允许最大偏差提出了具体规定，如表1所示[3，6，27]，这些规定有利于促进RAP材料的规范使用及其设计掺量的有效提高。

采取合理的回收方式与良好的现场管理可有效改善RAP材料的质量均匀性。如根据原路面病害及养护情况、结构与材料设计情况等信息的调查，进行分段分层铣刨及分档存储，有助于降低RAP的变异性[20]，这一方法在早期广佛高速公路厂拌热再生大修工程中得到了应用验证[28]。此外，对RAP进行预处理也有助于提高其质量稳定性。不同来源的RAP材料尽量分堆放置，混合均匀后再结合二次破碎、分档等预处理，可达到满足要求的均匀性[9，17，22]。RAP铣刨料最大粒径不满足热再生混合料设计要求时，应筛除其中的超粒径颗粒再使用，或者对其进行二次破碎。二次破碎可以提高不同来源RAP材料的均匀性，但其缺点是易产生过量粉尘以及较多无结合料裹覆的颗粒表面，不利于RAP再生利用率的提高[16]。南非沥青路面再生手册中，对回收旧沥青含量占比低于15％的热再生混合料，仅要求去除RAP中的超粒径颗粒；对超过15％的要求按照热再生混合料设计最大粒径的下一档筛孔尺寸对RAP进行二次破碎及筛分等预处理，以确保热再生混合料的质量均匀性[15]。将RAP筛分成粗、细不同档径加以利用，也有利于降低RAP颗粒级配及沥青含量的变异性，尤其对高掺量RAP热再生混合料，分档处理有助于提高其质量稳定性[16]。

研究者在减小RAP变异性方面也持续开展了相关探究工作。杨建萍[29]通过对几种不同来源RAP的性质分析，尝试提出了控制RAP集料级配、旧沥青含量及针入度变异性的评价指标。鲍世辉[30]、王彦玺[31]提出，RAP变异性主要体现在集料粒径的变异性上，旧沥青含量等指标的变异相对较小，同时也与集料粗细程度息息相关，因此，建议主要考虑减小RAP粒径方面的变异。刘燕燕等[32]建议采用12，5mm分别作为RAP粗、细料分级的关键筛孔，从而有效降低和控制RAP集料级配和旧沥青含量的变异性。张明科[33]采用灰色关联分析法确定RAP分档材料的合适比例，按其混合形成接近再生目标级配的RAP基准料，并指出基准料方法可以有效降低RAP旧集料的级配变异性，提高RAP掺配率及热再生混合料路用性能。郭鹏[34]建议提高热再生混合料合成级配中4.75ｍｍ筛孔通过率，以减小混合料内摩阻角在抗剪强度中所占比例，从而降低RAP级配变异性对热再生混合料性能的不利影响。

综上可以看出，RAP是热再生混合料中发挥控制性作用的原材料之一，热再生混合料组成设计中需对其质量及均匀性开展合理的测试评价。目前，各国规范对RAP技术性能的评价内容大体相似，但具体的测试分析方法及评价指标不尽相同，尚需进一步探究RAP相关技术指标与热再生混合料性能的相关关系，以明确关键的RAP性能指标及其评价方法，构建科学的旧沥青混合料再生利用指标评价体系，从而准确评价旧路面材料的再生适用性，恰当选择再生剂、新沥青及新集料，提高热再生混合料的设计性能。由于沥青路面养护历史、回收方式及料源差异等原因，造成RAP回收料具有一定的变异性，对热再生混合料设计性能产生不利影响，已有研究从RAP现场管理以及材料设计层面，对如何减小RAP变异性开展了一些试验探索，并提出相关建议，但如何进行有效的RAP均质化处理、如何设定合理的RAP变异性控制指标与标准体系等关键技术问题仍有待深入的专题研究，从而确保RAP质量均匀性，实现高掺量RAP热再生混合料设计性能的稳定甚至提升的目标。

2.1 RAP分档颗粒特点

2.2 RAP胶团对再生级配设计的影响

RAP是组成复杂、形状不规则的混合物，由多个颗粒通过沥青黏结而成，在较高温度或较大荷载时会分散解体。因此，存在一定数量的胶团是RAP材料的显著特点之一，造成RAP假粒径严重、级配变异性大，进而产生高掺量RAP再生级配不稳定问题，增大了热再生混合料组成设计的难度。

RAP胶团按其来源可分为2类：一类是在原路面铣刨中形成的旧团块，另一类是热再生混合料拌和过程中形成的新团块。不论哪种RAP胶团，都将影响热再生混合料中新沥青的均匀分散以及混合料的均质性，同时，还将减小混合料中的细颗粒含量，进而改变热再生混合料的设计级配组成，如此，热再生混合料的空隙组成以及裹覆集料颗粒所需的新沥青用量也随之改变[43]。Bressi等[44]研究发现，RAP颗粒表面的旧沥青呈现梯度老化现象，热再生混合料拌和过程中，新集料颗粒表面棱角将RAP颗粒外层老化沥青部分磨损，使内层具有一定活性的沥青在一些接触点暴露出来并发挥黏结作用，从而形成RAP胶团；拌和温度是影响RAP胶团形成的重要因素，且可能存在一个临界温度，超过这个温度RAP结团才会出现[45]；新集料类型及用量也对拌和过程中RAP新胶团的形成具有显著影响[43]。热再生混合料拌和过程中，RAP胶团在各种因素影响下还会发生一定程度的分散。RAP团块的分散与混合料拌和温度及时间密切相关[46]，随RAP加热温度的提高及拌和时间的延长，其颗粒团块分散性明显改善，添加软化作用良好的再生剂也能有效提高RAP团块的分散性[47]。Nguyen[48]研究发现，拌和过程中新集料传递的热量可减弱旧沥青的黏结作用，搅拌叶的机械拌和作用及集料颗粒表面之间的摩擦都有助于RAP团块的分散；现场拌和站中，RAP颗粒在重力作用下的移动也可增强团块的分离。此外，RAP颗粒尺寸越大，相同拌和时间及温度条件下RAP团块分散程度越低[48]；随RAP掺量的增大，RAP结团现象也呈变弱趋势[43]。

可见，不同条件下RAP胶团的存在及其分散特性造成RAP颗粒组成复杂，工程应用中较难掌握其级配规律。为合理开展热再生混合料级配组成设计，RAP的结团问题需要加以关注。为定量分析RAP结团程度，研究者提出了不同的评价指标及方法，如根据RAP萃取前后各档筛余定义的团粒性指标[29，49-50]、基于数字图像法提出的双阈值法及膨胀结团法[51]以及采用细度模数比的评价方法[52-53]等。鉴于RAP胶团及其分散特性对RAP颗粒组成的改变，热再生混合料组成设计中应根据RAP结团情况相应调整新集料添加比例，以获得合理的合成级配。Bressi等[54]提出了一种新的高掺量RAP热再生混合料组成设计分析法，即针对RAP结团情况建立了预测模型，如式(1)～(3)所示，用于定量计算RAP不同粒径的结团数量，并基于此计算调整新集料的组成及添加量，从而实现热再生混合料合成级配的调整与设计。

3.1 基于不同模型的新沥青性能等级确定方法

3.1.1中国基于针入度、黏度模型的确定方法

黄晓明等[55]研究提出，再生剂加入RAP旧沥青中的性能指标应以再生沥青的预期设计水平为标准，同时，新加入沥青的标号也宜与再生沥青设计标号相同，从而可在一定程度上减小因施工时新旧沥青不能充分溶合所导致的再生沥青混合料整体路用性能的下降。张文会[56]提出若RAP先用再生剂软化，新沥青可取用与再生沥青相同的标号；若直接采用新沥青调节RAP旧沥青性能，则根据新沥青掺配比例及旧沥青、再生沥青针入度确定新沥青的针入度。中国现行再生技术规范中规定，根据不同的RAP掺配比例及RAP旧沥青针入度水平进行新沥青性能等级的设计选择，具体参照表2[6]所示。其中，新旧沥青调和法则确定新沥青(再生剂)性能等级(60℃黏度或25℃针入度)及用量如式(4)、(5)所示

3.1.2欧洲基于针入度、软化点模型的确定方法

欧洲标准ＥＮ13108-8：2005中采用与中国类似的方法进行再生沥青设计。对用于表面层RAP掺量小于10％，以及用于联结层或基层RAP掺量小于20％的热再生混合料，新沥青等级无变化；加大RAP掺量时，则根据不同沥青的25℃针入度按式(5)或各沥青的软化点由式(6)确定新沥青的性能等级[57]

3.1.3澳大利亚基于复合黏度模型的确定方法

澳大利亚在2013年发布的一份RAP设计指南[58]中提出，通过60℃，1rad·s^-1条件下的DSR试验检测RAP旧沥青、新沥青(再生剂)的复合黏度，并根据式(7)～(9)所示的Chevron模型预测新旧沥青以不同比例掺配时形成的再生沥青黏度特性，据此可以评价RAP掺入后，其中老化的旧沥青对热再生混合料再生沥青性能的影响

3.1.4美国基于Superpave临界温度模型的确定方法

基于国家公路合作研究计划(NCHRP)9-12项目的研究成果，美国在AASHTOM323规范中提出了根据RAP掺量(RAP占热再生混合料总质量的百分比)及RAP旧沥青的低温性能水平，确定新沥青等级的设计方法[4]，如表2所示。即根据RAP旧沥青的低温性能分为3个水平，旧沥青老化越严重，采用相同新沥青等级的条件下，可掺加的RAP量越少；同一沥青老化水平下，随RAP掺量的增大，添加的新沥青性能水平从无变化到下调一个等级；当旧沥青老化较为严重或RAP掺量超过一定限值时，需根据线性溶合图确定新沥青性能等级。线性溶合图方法中，首先需将RAP旧沥青萃取回收并进行不同临界温度的测定，具体如表3所示。在此基础上，分为2种情况：①已知RAP掺量(即明确新旧沥青掺配比例)时，由RAP旧沥青临界温度点与新旧沥青按比例掺配形成的再生沥青临界温度点，相连形成一条直线，其与纵坐标相交点即为新沥青相应的临界温度TL，如图1(a)所示，计算方法见式(10),如此根据新沥青的高、中、低临界温度即可确定其PG性能等级;②已知新沥青各临界温度条件下，将新、旧沥青的临界温度对应点相连成为一条直线，再根据再生沥青目标性能等级，即可确定RAP掺量(即新旧沥青掺配比例)，如图1(b)所示计算方法见式(11)。

3.2 新沥青性能等级确定方法的合理性分析

3.2.1现有新沥青性能等级确定方法的不足

目前在热再生混合料组成设计中主要是根据RAP掺量或RAP旧沥青占比的不同选择新沥青，这一方法存在不足，其原因主要在于影响再生沥青性能的因素不仅仅是RAP旧沥青含量，RAP旧沥青相关技术性质影响新旧沥青混溶后形成的再生沥青性质，因此同样重要，忽略后一因素可能导致不合理的设计结果。Austerman等[26]基于试验研究建议，不论RAP掺量多与少，都应对其相关技术性质进行测试分析，新沥青等级或RAP的合理用量应根据RAP、新沥青具体的材料特性由溶合图进行确定。这一观点得到Elkashef等[59]的认可。

线性溶合图的原理是假定新旧沥青的掺配比例与再生沥青的PG等级呈线性关系，据此确定新沥青等级或RAP掺量以达到预期的再生沥青性能水平。但是，这一假定并未得到普遍认可。Kennedy等[60]的研究显示，RAP旧沥青的掺加比例与再生沥青劲度特性之间并未表现出线性关系，建议应针对不同比例新旧沥青混溶形成的再生沥青分别进行相关性能的具体评价。此外，目前确定新沥青等级的几种方法均假定新旧沥青发生完全溶合，有学者对此持不同意见。Barco等[57]认为设计中应根据新旧沥青实际溶合程度计算新沥青取代率，从而以真正发挥有效黏结作用的RAP旧沥青含量替代现有溶合图中的RAP掺量。Zhang等[1]同样认为，采用现有的线性溶合图方法确定新沥青等级对高掺量RAP 热再生混合料并不适用，应根据新旧沥青实际溶合状态进行再生沥青设计。

3.2.2新沥青性能等级确定方法的改进

一些学者对新沥青等级确定方法进行了探索性的改进研究。Mehta等[25]提出分别以新沥青及新旧沥青各占50%的沥青高温临界温度作为2个端点构建线性溶合图，以预测不同新旧沥青比例下再生沥青的高温临界温度，并认为这种方法可以减小现行AASHTO规范中以新沥青和100%RAP旧沥青为两端点建立溶合图进行线性内插而可能产生的误差，当新旧沥青临界温度差别较大时，认为这种方法设计结果更为合理。Kandhal等[2]针对线性溶合图开展简化研究，为避免繁琐的温度扫描试验，提出基于原样新沥青和RAP旧沥青的G/sin(δ)指标建立溶合图，并以G*/sin(δ)为1kPa和2kPa分别确定新沥青的最大及最小用量。Singh等[63]则研究提出基于MSCR试验不可恢复蠕变柔量(Jnr)指标的线性溶合图构建方法。

Zofka等[64-65]研究认为，RAP的加入有助于提高再生沥青的高温性能，因此，新沥青的高温性能等级可根据工程所在地气候条件等相关规定直接进行选择，新沥青中温性能等级无需确定；由旧路面芯样的劲度模量及改进的Hirsch模型，反算其中旧沥青的劲度模量S及m值,并确定其低温性能等级，进而结合线性溶合图得到新沥青的低温等级或RAP掺量。这种方法可以避免RAP旧沥青萃取回收过程对其性能测试结果及后续新沥青等级设计的不利影响。同样为规避这一问题，Hung等[66]研究提出了基于砂浆混合料劲度模量预估模型的两阶段方法，用于确定再生沥青的性能,指出其与现行溶合图方法设计效果相当；与其类似，Zhang等[61]也提出了一种基于热再生混合料动态模量的溶合图方法这些方法都是基于新旧沥青实际溶合状态进行再生沥青设计，但是，所采用的有关砂浆或混合料模量预测模型的准确性及合理性还有待验证。

综上可知，目前热再生混合料组成设计中有多种不同的模型用于新沥查性能等级的确定，但其共同的不足在于仅考虑RAP旧沥青含量而忽视旧沥青技术性质的影响；同时，各模型均假定新旧沥青发生完全溶合，这与热再生混合料中的实际情况不符针对这些问题，后续还需进一步深入探究采用何种指标构建再生沥青的溶合图，溶合图中的沥青指标与新旧沥青掺配比例之间采取何种数学关系等，以期实现新沥青性能等级的合理设计。

4.1 RAP材料参数对体积特性的影响

4.2 热再生混合料ＶＭＡ确定方法

Haji等[73]对比分析了几种不同的测定方法，推荐高掺量RAP条件下采用溶剂法回收旧集料并测定Gsb(RAP)，对不存在高温烧蚀和崩解现象的RAP也可采用燃烧炉法回收旧集料并确定Gsb(RAP)。中国再生技术规范也做出了类似规定。有研究显示由于如前所述的有关燃烧炉法或溶剂回收法的一些弊端，其回收的RAP集料测定的Gsb(RAP)均低于真实值[14]，对RAP掺量超过50%的热再生混合料，其VMA的变异性可达±0.4%[74]。对基于Gmm(RAP)确定Gsb(RAP)的方法，其结果高度依赖于RAP集料的沥青吸收系数估算的准确性，而这个估算值需根据实际采用的材料情况而定，且往往估算的系数不能反映特定RAP集料真实的沥青吸收状况。有研究提出，对RAP集料沥青吸收率已知的高掺量RAP热再生混合料，可采用燃烧炉法获得旧沥青含量，并由Gmm(RAP)反算Gsb(RAP)，据此计算的VMA误差小于0.2%[74]。Doyle等[75]研究发现RAP集料的沥青吸收率在设计中变化很小，并建议将RAP材料预裹覆少量沥青再确定Gmm(RAP)，以减少浸水质量测定时细颗粒的损失，从而提高Ge(RAP)及Gsb(RAP)计算的准确性。但是，另有研究认为，即使估算的沥青吸收率误差较小，也会造成VMA显著的误差，故不推荐Gmm(RAP)反算Gsb(RAP)的方法[3，73]。

还有一些研究和机构采用Gse(RAP)代替Gsb(RAP)以确定热再生混合料的VMA，但针对这一做法存在较多异议。文献[3]、[73]、[76]指出，因集料的毛体积相对密度通常小于有效相对密度，因此以Gse(RAP)代替Gsb(RAP)，将使计算的矿料合成毛体积相对密度以及混合料的VMA偏大，尤其对高掺量RAP再生混合料而言，其偏差更大。因此，若使用这种方法，再生混合料的VMA最小标准应相应提高。Haii等[73]建议将Gse(RAP)折减以代替Gsb(RAP)，具体折减系数根据相应工程所用集料的沥青吸收系数进行确定。这种方法的准确性同样受旧集料沥青吸收率的显著影响，以其确定的VMA误差可达0.5%以上。

鉴于Gsb(RAP)等参数对热再生混合料VMA体积指标的重要影响，Xie等[77]基于不同的GsbRAP确定方法，对比研究了6种热再生混合料VMA的计算方法(如表4所示)及其合理性。结果表明，采用燃烧炉法修正Gsb(RAP)(考虑了集料修正系数)计算的VMA与溶剂法确定的VMA结果最为接近，未修正的燃烧炉法确定的VMA比溶剂法低0.1%~0.4%，采用Gmm(RAP)估算法及Gse。补偿系数法确定的VMA比溶剂法结果高出1.0%，而由Gse(RAP)确定的VMA则会产生明显偏大的结果。因此，推荐采用准确率最高的燃烧炉法修正Gsb(RAP)确定热再生混合料的VMA，而有效密度Gse及其补偿系数法建议不予采用。该研究是以溶剂法获得的Gsb(RAP)算的VMA为基准对比各种方法的合理性，而溶剂法本身存在一定的不足，据其确定的VMA准确性有待商榷，因此，研究结论推荐方法的合理性也尚待验证。

综上可知，受RAP材料性质(如旧沥青劲度RAP集料级配等)设计条件(如RAP预热温度及时间、混合料拌和温度及时间等)的影响，热再生混合料中RAP与新材料相互作用程度不同，导致热再生混合料体积指标在不同条件下可能表现出相异的变化规律。VMA是反映热再生混合料耐久性的重要体积指标，其合理的分析评价取决于如何准确测定RAP集料的Gsb(RAP)。目前，针对Gsb(RAP)及热再生混合料VMA尚未提出一致认可的确定方法但已有研究揭示了各种常用方法的不足、适用条件以及相互关系为热再生混合料体积组成设计提供了颇具价值的指导。后续应进一步丰富研究材料的品和，如采用不同类型集料形成的RAP，探究各和RAP集料的沥青吸收系数，分析集料类型对不同Gsb(RAP)测定方法及结果的影响；此外，可变化RAP掺量及混合料制备条件，模拟再生工程中不同的旧沥青激活程度及新旧沥青溶合程度,这些都将影响热再生混合料中RAP旧沥青与旧集料的分散及裹覆状态，进而对Gsb(RAP)的大小产生影响，应针对这些不同工况相应研究并提出合理准确的Gsb(RAP)测定方法，以提高热再生混合料组成设计水平与质量此外，缘于RAP集料密度所引起的VMA计算结果的不确定性，尤其对高掺量RAP的热再生混合料其组成设计中除进行体积指标检验外，还需开展水敏感性、抗疲劳性及温度开裂等性能的评价，以确保热再生混合料具有优良的耐久性能。

现阶段，世界各国沥青路面热再生技术中RAP掺加率通常为15％~20％[16]。RAP掺量较高时(如超过30％)，热再生混合料性能存在一定的不确定性。因此，通常对热再生混合料中RAP最大利用率进行限制，显著降低了沥青路面再生的经济优势。目前，热再生混合料主要是基于体积设计法思想进行组成设计，如Superpave体积设计法，其严格的体积特性要求成为限制RAP利用率提高的主要障碍，同时，对高掺量RAP热再生混合料的现场性能研究较少。Boriack等[78]针对含有不同掺量RAP的混合料进行研究，建议应在体积设计法基础上补充室内性能检验。2018年，NAPA的一份调查研究也提出，再生混合料设计阶段的性能检验可以作为提高RAP利用率的主要方法[79]。荷兰、日本等国家在路面再生中RAP利用率较高，分别可达50％和47％，他们都是通过采用特定的RAP及混合料性能测试分析方法来实现高掺量RAP的热再生混合料组成设计。

鉴于热再生混合料性能分析的重要性，近年来不同学者就RAP对热再生混合料多种路用性能的影响开展了大量研究，相关结果汇总如表5所示。可以看出，已有研究较为一致地认为RAP的加入有助于提高热再生混合料的抗高温变形能力，但一些研究同时提出，加入再生剂或软沥青对热再生混合料高温抗变形性能不利。对抗水损性能，一些研究认为RAP掺量的增加对其具有不利影响，而另一些研究持相反意见，值得注意的是，其中多数结论是基于加入再生剂或RAP掺量小于30％的热再生混合料研究得到的；还有少量研究提出，对RAP掺量小于30％的热再生混合料，RAP掺量变化对其水稳定性影响较小。对于抗疲劳性能，部分研究认为RAP的加入及掺量的提高使其产生下降趋势，而另一些研究观点相反，其中一些认为加入再生剂或软沥青可改善热再生混合料抗疲劳性能。对低温抗开裂性能，已有研究也呈现出不同结论，部分认为RAP的加入及掺量的提高具有负面影响，部分研究则认为具有改善作用或影响甚小，从具体的研究材料来看，持后2种观点的研究多针对RAP掺量相对较小或掺加再生剂的热再生混合料进行相应分析，或基于RAP“黑石”假定，并添加较多新沥青用量制备热再生混合料进行研究。

可以看出，目前针对热再生混合料性能研究的相关结论不尽相同，甚至存在矛盾。其主要原因在于影响热再生混合料路用性能的因素众多，如新沥青与新集料的材料性质、老化程度不同的RAP性质及其变异性、新旧沥青溶合程度、再生剂的使用及其与老化沥青的配伍性、热再生混合料拌和温度与时间等设计条件、以及热再生混合料路用性能的不同试验分析方法与评价指标等。由于这些因素的多重作用，目前尚不能明确RAP对最终设计的热再生混合料性能的影响规律。因此，热再生混合料组成设计中有必要引入相关路用性能的分析检验，从而对组成设计结果是否合适进行更加准确的评判。

近年来，一些学者尝试采用平衡设计法思想进行热再生混合料组成设计研究[79，101]，即兼顾混合料的高温抗变形、低温抗开裂、抗疲劳等性能要求优化热再生混合料组成；同时，对不同的性能分析方法也进行了相关研究和比选，为构建更加合理的基于性能的热再生混合料组成设计方法提供了思路和借鉴。在现有研究基础上，还需结合室内试验分析及再生路面现场病害情况，进一步明确不同设计条件下热再生混合料性能检验内容，并综合考虑操作复杂性、测试时间、设备费用等因素确定不同性能相应合理的测试评价方法，以更好地对热再生混合料长期性能进行有效预测与控制，实现其材料组成的优化设计。

厂拌热再生混合料组成设计中包括RAP原材料质量评价与变异性控制、考虑RAP颗粒特征的再生级配设计、基于RAP旧沥青掺量及性质的新沥青性能等级设计选择、混合料体积特性确定与性能评价等关键技术，这些技术环节的设计质量决定了热再生混合料工程应用中的实际性能水平以及RAP的最大利用率。通过综述分析，得到如下结论与进一步研究建议：

(1)各国现行规范有关RAP技术性能的评价体系不尽相同，尚需通过研究明确RAP的关键性能指标及其分析方法，提出有效的RAP均质化处理方法与合理的变异性控制指标及标准体系，为厂拌热再生混合料组成设计提供均匀优质的原材料。

(2)不同粒径的RAP颗粒中旧沥青分布状态不同，因此，对热再生混合料低温抗裂等性能的影响存在差异，应基于性能试验分析，确定合理的RAP分档方法并明确不同粒径范围对混合料性能的影响效果，为RAP材料的精细化分选与针对性应用提供依据；RAP结团造成RAP假粒径及组成变异大等问题，需进一步研究RAP结团量化评价方法，并建立与之相匹配的新集料级配设计方法，实现热再生混合料矿料级配组成的优化设计以及RAP利用率的有效提升。

(3)新沥青等级的确定需同时考虑RAP掺量(或RAP旧沥青占比)以及RAP旧沥青性质；高掺量RAP的再生沥青设计中，目前的新旧沥青溶合图等方法所采取的线性关系假定、新旧沥青完全溶合假定等与实际情况不符，应在考虑新旧沥青实际溶合状态的基础上，研究确定再生沥青关键性能指标及其与新旧沥青掺配比例之间合理的数学关系模型，进而开展新沥青等级的设计选择。

(4)不同设计条件下，热再生混合料体积指标受RAP与新材料相互作用程度的影响可能表现出不同的变化规律；其中，反映热再生混合料耐久性的体积指标VMA的合理分析评价取决于如何准确测定RAP集料的Ｇsb(RAP)。现有的几种Gsb(RAP)测定方法均存在试验过程本身具有特定的不足、相关参数需进行假定或随试验材料情况发生变化等问题，导致Gsb(RAP)测定结果及VMA计算结果的不确定。下一步应针对Gsb(RAP)测定方法进行修正与完善，以提升热再生混合料体积组成分析设计水平。

(5)鉴于RAP材料具有变异性的本质特点以及提高RAP利用率的迫切需求，应在现有体积设计法基础上，研究建立基于使用性能的热再生混合料组成设计方法；同时，由于目前尚未统一和明确RAP对热再生混合料性能的影响规律，还需结合室内进一步研究及再生路面现场性能验证，确定不同设计条件下热再生混合料具体的性能检验内容及方法，在此基础上，建立考虑RAP材料特性并基于性能分析的热再生混合料组成设计方法，为高掺量RAP厂拌热再生技术的大规模推广应用提供有力的技术保障。