基于多指标体系的再生沥青混合料低温抗裂性能深度剖析与评价

一、引言1.1研究背景与意义随着道路建设的快速发展，废旧沥青混合料的产生量日益增加。据统计，我国每年因道路维修和改造产生的废旧沥青混合料高达数千万吨。若这些废旧材料得不到有效利用，不仅会造成资源的极大浪费，还会对环境产生严重的污染。再生沥青混合料技术应运而生，它通过将废旧沥青混合料进行回收、加工和再利用，不仅能够降低道路建设成本，还能减少对自然资源的开采，具有显著的经济效益和环境效益，因此在道路工程领域得到了广泛的应用。然而，在实际应用中，再生沥青混合料的低温抗裂性能成为了制约其广泛应用的关键因素之一。低温环境下，沥青混合料的强度会增大，变形能力降低，当温度应力超过材料的极限抗拉强度时，就会产生裂缝。这些裂缝不仅会影响路面的平整度和行车舒适性，还会导致路面结构的损坏，缩短道路的使用寿命。在寒冷地区，冬季气温可低至零下数十摄氏度，再生沥青路面在这样的低温环境下更容易出现开裂现象，严重影响道路的使用性能。传统上，对再生沥青混合料低温抗裂性能的评价往往采用单一指标，如低温弯曲试验中的破坏弯拉应变或弯拉强度等。但单一指标评价方法存在局限性，难以全面、准确地反映再生沥青混合料的低温抗裂性能。破坏弯拉应变仅能反映材料在破坏时的变形能力，而无法体现材料在受力过程中的能量吸收和消散特性；弯拉强度则主要反映材料的抵抗拉伸破坏的能力，对于材料的变形特性和裂缝扩展过程的描述不够全面。采用多指标评价方法对再生沥青混合料低温抗裂性能进行研究具有重要意义。通过综合考虑多个指标，如低温筛余、间接拉伸试验、拉伸接头试验等，可以从不同角度全面地反映再生沥青混合料在低温环境下的性能表现，深入探究其影响因素及互相关系。不同的指标能够反映材料的不同特性，低温筛余可以反映混合料中细颗粒的含量和分布情况，间接拉伸试验可以评估材料的抗拉强度和变形能力，拉伸接头试验则可以考察材料的粘结性能和裂缝扩展特性。通过对这些指标的综合分析，可以更全面地了解再生沥青混合料的低温抗裂性能，为其在道路工程中的合理应用提供科学依据，从而提高道路的耐久性和安全性，降低道路维护成本，促进道路工程的可持续发展。1.2国内外研究现状国外对再生沥青混合料的研究起步较早，在低温抗裂性能方面取得了不少成果。美国在再生沥青混合料的应用上较为广泛，通过大量的工程实践，研究了不同旧料掺量、再生剂种类和用量对再生沥青混合料低温性能的影响。研究发现，适当添加再生剂可以有效改善再生沥青的性能，提高混合料的低温抗裂性，但旧料掺量过高会导致低温性能下降。欧洲一些国家如德国、法国等，注重从材料组成和结构设计方面优化再生沥青混合料的低温性能。他们通过改进级配设计，采用高性能的沥青结合料和添加剂，来提高混合料的低温变形能力和抗裂性能。德国的研究人员利用先进的材料测试技术，对再生沥青混合料的微观结构进行分析，深入探究了低温开裂的机理，为提高低温抗裂性能提供了理论支持。国内对再生沥青混合料低温抗裂性能的研究也在不断深入。一些学者通过室内试验，如小梁弯曲试验、劈裂试验等，对再生沥青混合料的低温性能进行评价。研究了旧料的老化程度、新沥青的种类和用量、添加剂的作用等因素对低温抗裂性能的影响。有研究表明，使用SBS改性沥青作为新沥青，可以显著提高再生沥青混合料的低温抗裂性能；添加纤维类添加剂，能够增强混合料的韧性，减少低温裂缝的产生。此外，国内还开展了一些关于再生沥青混合料低温性能的数值模拟研究，通过建立有限元模型，模拟低温环境下混合料的受力状态和裂缝扩展过程，为混合料的设计和性能优化提供了新的方法。然而，当前国内外的研究仍存在一些不足之处。一方面，虽然已经对再生沥青混合料低温抗裂性能的影响因素进行了较多研究，但各因素之间的交互作用研究还不够深入。旧料掺量、再生剂种类和用量、新沥青性能等因素之间可能存在复杂的相互关系，这些关系对低温抗裂性能的综合影响还需要进一步探究。另一方面，现有的多指标评价体系还不够完善，不同指标之间的权重分配缺乏科学依据，难以准确地对再生沥青混合料的低温抗裂性能进行全面评价。此外，实际工程中的环境因素复杂多变，而目前的研究大多集中在室内试验和模拟分析，对实际工程环境下再生沥青混合料低温抗裂性能的长期演变规律研究较少，这也限制了再生沥青混合料在实际工程中的广泛应用。1.3研究内容与方法1.3.1研究方法本研究将综合运用试验研究、数据分析和理论分析等方法，对再生沥青混合料的低温抗裂性能进行全面、深入的研究。试验研究：开展低温筛余试验，按照ASTMD6928-15标准方法，测定不同温度下再生沥青混合料通过标准筛孔的质量，以分析细颗粒含量和分布对低温性能的影响。进行间接拉伸试验，依据ASTMD6723-04标准，测定不同温度下再生沥青混合料的间接拉伸强度，评估其抗拉能力和变形特性。实施拉伸接头试验，遵循JTGE20-2011标准，测定不同温度下再生沥青混合料的拉伸接头性能，考察其粘结性能和裂缝扩展特性。数据分析：运用统计学方法，对试验数据进行整理和分析，探究各指标之间的相关性，以及不同因素对再生沥青混合料低温抗裂性能的影响程度。通过相关性分析，确定低温筛余、间接拉伸试验、拉伸接头试验等指标之间的相互关系，找出对低温抗裂性能影响显著的因素。利用方差分析，评估不同因素（如旧料掺量、再生剂种类和用量、新沥青性能等）对各性能指标的影响是否具有统计学意义，为后续的理论分析和结论推导提供数据支持。理论分析：结合材料科学和力学原理，从微观和宏观角度分析再生沥青混合料的低温开裂机理，为多指标评价体系的建立提供理论依据。在微观层面，借助扫描电子显微镜（SEM）等微观测试手段，观察再生沥青混合料的微观结构，分析沥青与集料的粘结界面、沥青的微观形态和老化程度等因素对低温性能的影响。从分子动力学角度，研究沥青分子的运动特性和相互作用，解释低温下沥青的脆化和开裂现象。在宏观层面，基于材料力学理论，分析再生沥青混合料在低温环境下的受力状态和变形行为，建立力学模型，预测裂缝的产生和扩展过程。1.3.2研究内容本研究主要包括以下几个方面的内容：原材料性能研究：对回收的旧沥青、旧集料，以及新添加的沥青、集料和再生剂等原材料进行全面的性能测试，包括沥青的针入度、软化点、延度等指标，集料的压碎值、洛杉矶磨耗值、针片状含量等指标，再生剂的化学组成和性能参数等。通过这些测试，了解原材料的基本性能，为后续的混合料配合比设计和性能研究提供基础数据。混合料配合比设计：根据原材料性能和工程要求，采用马歇尔设计方法或Superpave设计方法，进行再生沥青混合料的配合比设计，确定最佳的旧料掺量、新沥青用量、再生剂用量等参数。在设计过程中，考虑不同因素的影响，如旧料的老化程度、新沥青的种类和性能、再生剂的作用效果等，通过多组试验和数据分析，优化配合比，使再生沥青混合料在满足各项性能指标的前提下，达到最佳的经济性和环保性。多指标试验研究：按照上述试验方法，对不同配合比的再生沥青混合料进行低温筛余、间接拉伸试验、拉伸接头试验等，获取各指标的试验数据。在试验过程中，严格控制试验条件，如试验温度、加载速率、试件尺寸等，确保试验数据的准确性和可靠性。同时，进行多组平行试验，减少试验误差，提高试验结果的可信度。影响因素分析：分析旧料掺量、再生剂种类和用量、新沥青性能、添加剂种类等因素对再生沥青混合料低温抗裂性能各指标的影响。通过单因素试验，分别改变一个因素的取值，保持其他因素不变，研究该因素对各性能指标的影响规律。例如，研究旧料掺量从10%增加到50%时，对低温筛余、间接拉伸强度、拉伸接头性能等指标的影响；探究再生剂用量从3%增加到10%时，对各性能指标的改善效果。通过多因素试验，考虑多个因素之间的交互作用，采用正交试验设计或响应面试验设计等方法，分析各因素之间的相互关系对低温抗裂性能的综合影响。指标相关性分析：研究各试验指标之间的相关性，确定各指标在评价再生沥青混合料低温抗裂性能中的权重。通过相关性分析，确定哪些指标之间具有较强的正相关或负相关关系，哪些指标对低温抗裂性能的影响更为显著。例如，如果低温筛余与拉伸接头试验指标之间存在显著的正相关关系，说明细颗粒含量的增加可能会导致拉伸接头性能的下降，进而影响低温抗裂性能。采用层次分析法（AHP）、主成分分析法（PCA）等方法，确定各指标在评价体系中的权重，为建立科学合理的多指标评价体系提供依据。多指标评价体系建立：基于试验结果和分析，建立再生沥青混合料低温抗裂性能的多指标评价体系，提出综合评价方法和评价标准。在建立评价体系时，充分考虑各指标的物理意义和相互关系，将不同类型的指标进行合理组合，形成一个全面、准确的评价体系。例如，可以将低温筛余、间接拉伸强度、拉伸接头性能等指标进行加权求和，得到一个综合评价指标，根据该指标的大小对再生沥青混合料的低温抗裂性能进行分级评价。同时，制定相应的评价标准，明确不同等级的低温抗裂性能对应的性能指标范围，为工程应用提供参考依据。二、再生沥青混合料低温抗裂性能相关理论基础2.1再生沥青混合料的组成与特性再生沥青混合料主要由旧沥青混合料、新集料、新沥青以及再生剂组成。旧沥青混合料作为再生沥青混合料的主要组成部分，是经过长期使用和老化的材料。旧沥青由于老化作用，其化学组成发生变化，表现为沥青质含量增加，油分含量减少，导致沥青的劲度增大，延度降低，从而使旧沥青混合料的低温性能变差。研究表明，旧沥青的老化程度与路面使用年限、交通荷载、环境因素等密切相关。在交通繁忙、紫外线辐射强的地区，旧沥青的老化速度更快，对再生沥青混合料低温抗裂性能的负面影响也更大。新集料的加入可以改善再生沥青混合料的级配和骨架结构。不同类型和性质的新集料对再生沥青混合料的性能有不同影响。粗集料可以提供骨架支撑，增强混合料的强度和稳定性；细集料则可以填充空隙，提高混合料的密实度。集料的表面纹理、形状和硬度等特性会影响其与沥青的粘结性能。表面粗糙、形状不规则的集料与沥青的粘结力更强，有利于提高再生沥青混合料的低温抗裂性能。此外，集料的吸水率也会对混合料的性能产生影响。吸水率高的集料在潮湿环境下容易导致沥青膜剥落，降低混合料的粘结强度，从而影响低温抗裂性能。新沥青在再生沥青混合料中起到粘结和填充的作用。新沥青的性能直接影响再生沥青混合料的性能。不同种类的新沥青，如普通石油沥青、SBS改性沥青等，其化学组成和物理性能存在差异，对再生沥青混合料低温抗裂性能的改善效果也不同。SBS改性沥青由于其特殊的分子结构，能够显著提高沥青的弹性和韧性，从而增强再生沥青混合料的低温抗裂性能。新沥青的用量也需要合理控制。用量过少，无法充分包裹集料和改善旧沥青的性能；用量过多，则会导致混合料过于柔软，高温稳定性下降。再生剂是再生沥青混合料中的重要组成部分，其主要作用是恢复旧沥青的性能。再生剂能够渗透到旧沥青中，使老化的沥青分子重新溶解和分散，降低沥青的粘度和劲度，恢复其延度和柔韧性。再生剂的种类繁多，包括石油系再生剂、生物系再生剂等。不同类型的再生剂对旧沥青的再生效果不同，其作用机理也有所差异。石油系再生剂主要通过稀释和软化旧沥青来实现再生；生物系再生剂则可能通过化学反应来修复旧沥青的分子结构。再生剂的用量也需要根据旧沥青的老化程度和性能要求进行合理调整。用量不足，无法充分发挥再生效果；用量过多，则可能会对混合料的其他性能产生不利影响。这些组成成分相互作用，共同决定了再生沥青混合料的特性。旧沥青混合料中的旧沥青与新沥青、再生剂相互融合，形成新的沥青体系，其性能受到各组成成分的比例和性质的影响。新集料与旧集料共同构成混合料的骨架结构，影响着混合料的强度、稳定性和变形能力。再生沥青混合料的特性对其低温抗裂性能有着重要影响。良好的级配和骨架结构可以提供足够的强度和稳定性，使混合料在低温下能够承受温度应力而不产生裂缝；合适的沥青体系则能够保证混合料具有良好的柔韧性和变形能力，当温度应力产生时，能够通过自身的变形来缓解应力，从而提高低温抗裂性能。2.2低温抗裂性能的作用机制在低温环境下，再生沥青混合料产生裂缝主要源于温度应力和材料收缩等因素的综合作用。当环境温度降低时，沥青混合料中的各组成部分会发生收缩。由于沥青和集料的热膨胀系数存在差异，沥青的热膨胀系数相对较大，而集料的热膨胀系数相对较小。在温度下降过程中，沥青的收缩变形大于集料，这就导致沥青与集料之间产生内应力。随着温度的进一步降低，这种内应力不断积累，当超过沥青与集料之间的粘结强度时，就会在两者的界面处产生微裂缝。温度应力的产生与降温速率密切相关。快速降温时，沥青混合料内部的应力来不及松弛，会迅速积累。当温度应力超过材料的极限抗拉强度时，就会引发裂缝的产生和扩展。在北方地区的冬季，气温骤降的情况较为常见，此时再生沥青路面更容易出现低温裂缝。研究表明，降温速率每增加1℃/h，再生沥青混合料的温度应力可能会增加10%-20%。材料收缩也是导致低温开裂的重要因素。再生沥青混合料中的沥青在低温下会发生硬化和脆化，其变形能力显著降低。随着温度的降低，沥青的劲度模量增大，当受到温度应力作用时，难以通过自身的变形来缓解应力，从而容易产生裂缝。旧沥青由于老化作用，其收缩特性更为明显，对再生沥青混合料的低温抗裂性能产生不利影响。有研究指出，老化后的旧沥青在低温下的收缩率可比新鲜沥青高出20%-30%。混合料的级配和空隙率也会影响其低温抗裂性能。合理的级配可以使集料形成良好的骨架结构，增强混合料的强度和稳定性，减少裂缝的产生。而空隙率过大则会导致混合料的整体性变差，在低温下更容易受到温度应力的影响而开裂。当空隙率从5%增加到10%时，再生沥青混合料的低温抗裂性能可能会下降15%-25%。2.3多指标评价的必要性传统的单一指标评价方法在评估再生沥青混合料低温抗裂性能时存在明显的局限性。以常用的低温弯曲试验中的破坏弯拉应变指标为例，它仅能反映材料在破坏瞬间的极限变形能力，而对于材料在低温环境下从受力到破坏过程中的能量吸收、应力分布以及裂缝的早期发展等情况缺乏全面的描述。在实际工程中，再生沥青混合料在低温下可能会经历多次温度循环和车辆荷载的作用，仅依靠破坏弯拉应变无法准确预测材料在长期使用过程中的抗裂性能。单一指标难以涵盖再生沥青混合料复杂的组成和结构对低温抗裂性能的综合影响。再生沥青混合料的组成成分包括旧沥青、旧集料、新沥青、新集料和再生剂等，这些成分的性质、比例以及相互之间的作用都会对低温抗裂性能产生影响。不同来源的旧沥青其老化程度和性能差异较大，新沥青的种类和用量也会改变混合料的粘结性能和变形特性。单一指标无法全面反映这些因素的综合作用，容易导致对低温抗裂性能的评价不准确。多指标评价方法能够从多个维度对再生沥青混合料的低温抗裂性能进行全面、准确的评估。通过引入低温筛余、间接拉伸试验、拉伸接头试验等多个指标，可以综合考虑混合料的细颗粒含量与分布、抗拉强度与变形能力以及粘结性能与裂缝扩展特性等多个方面的性能。低温筛余指标可以反映混合料中细颗粒的含量和分布情况，细颗粒含量过高可能会导致混合料的空隙率减小，从而影响其低温变形能力；间接拉伸试验能够测定材料在低温下的抗拉强度和变形能力，为评估材料的抵抗拉伸破坏能力提供依据；拉伸接头试验则可以考察材料在低温下的粘结性能和裂缝扩展特性，对于分析裂缝的产生和发展机制具有重要意义。多指标评价方法还可以通过对不同指标之间的相关性分析，深入了解各性能指标之间的内在联系，从而更全面地揭示再生沥青混合料的低温抗裂性能。通过相关性分析，可以确定哪些指标对低温抗裂性能的影响更为显著，哪些指标之间存在相互制约或协同作用的关系。这样可以为再生沥青混合料的配合比设计和性能优化提供更有针对性的指导，提高材料的低温抗裂性能。在配合比设计中，可以根据各指标之间的相关性，合理调整原材料的比例和性能，以达到最佳的低温抗裂性能。三、多指标评价体系的构建3.1评价指标的选取原则在构建再生沥青混合料低温抗裂性能的多指标评价体系时，科学合理地选取评价指标至关重要，需遵循一系列原则，以确保评价体系的有效性和可靠性。代表性原则要求所选指标能够准确、全面地反映再生沥青混合料的低温抗裂性能本质特征。再生沥青混合料在低温环境下的性能表现涉及多个方面，包括材料的变形能力、抗拉强度、粘结性能以及裂缝的产生和扩展特性等。因此，需要选取能够涵盖这些方面的指标。低温筛余指标可反映混合料中细颗粒的含量和分布情况，细颗粒的存在会影响混合料的空隙结构和力学性能，进而对低温抗裂性能产生影响。间接拉伸试验指标能够直接测定材料在低温下的抗拉强度和变形能力，这些性能是衡量材料抵抗低温开裂的重要依据。拉伸接头试验指标则可以考察材料在低温下的粘结性能和裂缝扩展特性，对于分析裂缝的产生和发展机制具有重要意义。通过这些具有代表性的指标，可以从不同角度全面地评估再生沥青混合料的低温抗裂性能。相关性原则强调所选指标应与再生沥青混合料的低温抗裂性能存在密切的内在联系。这种联系可以是直接的因果关系，也可以是间接的影响关系。旧料掺量的增加会导致再生沥青混合料中老化沥青的含量增加，从而使沥青的劲度增大，变形能力降低，进而影响低温抗裂性能。再生剂的种类和用量会影响旧沥青的性能恢复程度，对低温抗裂性能产生影响。在选取指标时，要充分考虑这些因素与低温抗裂性能之间的相关性，确保所选指标能够真实反映这些因素对低温抗裂性能的影响。可测性原则是指所选指标应能够通过实际的试验或检测方法进行准确测量。这是保证评价体系可操作性的关键。在实际工程中，需要能够方便、快捷地获取评价指标的数据，以便对再生沥青混合料的低温抗裂性能进行及时评估。低温筛余试验、间接拉伸试验和拉伸接头试验等都有相应的标准试验方法和设备，可以准确地测量出相关指标的数据。这些试验方法在工程实践中已经得到广泛应用，具有较高的可靠性和重复性。独立性原则要求所选指标之间应具有相对的独立性，避免指标之间存在过多的重叠或相关性。如果指标之间存在高度的相关性，那么在评价体系中就会出现信息冗余，影响评价结果的准确性和可靠性。间接拉伸试验指标主要反映材料的抗拉强度和变形能力，而拉伸接头试验指标主要考察材料的粘结性能和裂缝扩展特性，两者虽然都与低温抗裂性能相关，但所反映的性能方面不同，具有相对的独立性。在选取指标时，要通过相关性分析等方法，确保所选指标之间的相关性在合理范围内，避免出现冗余指标。敏感性原则意味着所选指标对再生沥青混合料低温抗裂性能的变化应具有较高的敏感度。当再生沥青混合料的组成、配合比或施工工艺等因素发生变化时，评价指标应能够及时、准确地反映出这些变化对低温抗裂性能的影响。在改变旧料掺量或再生剂用量时，相关的评价指标如间接拉伸强度、拉伸接头性能等应能够明显地表现出变化，从而为研究人员提供有价值的信息，以便对混合料的性能进行优化和改进。3.2常用评价指标分析3.2.1低温筛余低温筛余是指在特定低温条件下，再生沥青混合料通过标准筛孔后留存于筛上的质量占总质量的百分比。该指标可反映混合料中细颗粒的含量和分布情况。细颗粒在混合料中起着填充空隙、改善级配的作用，对混合料的低温性能有着重要影响。当细颗粒含量过高时，会导致混合料的空隙率减小，沥青膜变薄，从而使混合料的柔韧性降低，在低温下更容易产生裂缝。低温筛余的测试方法通常采用ASTMD6928-15标准方法。在测试时，首先将再生沥青混合料加热至一定温度，使其具有良好的流动性，然后将其倒入标准筛中，在规定的低温环境下进行筛分。通过称量筛上留存的混合料质量，计算出低温筛余的百分比。在某研究中，对不同细颗粒含量的再生沥青混合料进行低温筛余测试，并与低温弯曲试验结果进行对比分析。结果表明，随着低温筛余值的增加，即细颗粒含量的减少，混合料的破坏弯拉应变增大，低温抗裂性能得到提高。当低温筛余从30%降低到20%时，破坏弯拉应变提高了约15%，这表明低温筛余与再生沥青混合料的低温抗裂性能存在一定的相关性，可作为评价其低温抗裂性能的一个重要指标。3.2.2间接拉伸试验指标间接拉伸试验，也称为劈裂试验，是一种常用的评价沥青混合料力学性能的试验方法。其原理是通过对圆柱形试件施加径向压力，使试件在垂直于加载方向上产生均匀的拉应力，当拉应力达到材料的极限抗拉强度时，试件发生劈裂破坏。在低温抗裂性能评价中，该试验主要测定的指标包括间接拉伸强度、破坏应变和劲度模量。间接拉伸强度是指试件在劈裂破坏时所承受的最大拉应力，它反映了材料抵抗拉伸破坏的能力。破坏应变则是试件在破坏时的变形量，体现了材料的变形能力。劲度模量是材料应力与应变的比值，它综合反映了材料的刚度和变形特性。在低温环境下，较高的间接拉伸强度和破坏应变，以及适当的劲度模量，表明材料具有较好的低温抗裂性能。间接拉伸试验具有操作简单、试验设备相对便宜等优点。它能够较为直观地反映材料在拉伸状态下的力学性能，对于评估再生沥青混合料的低温抗裂性能具有重要参考价值。该试验也存在一定的局限性。由于试件的受力状态与实际路面在低温下的受力状态存在一定差异，实际路面可能受到多种复杂应力的作用，而间接拉伸试验仅模拟了单一的拉伸应力，因此试验结果可能无法完全准确地反映路面的实际情况。此外，试验结果还受到试件的形状、尺寸、成型方法以及试验速率等因素的影响，需要在试验过程中严格控制这些因素，以确保试验结果的准确性和可靠性。3.2.3拉伸接头试验指标拉伸接头试验主要用于测定再生沥青混合料中不同部分之间的粘结性能和抵抗拉伸破坏的能力。在试验过程中，首先制备带有接头的再生沥青混合料试件，接头处可以模拟实际路面中不同混合料层之间的连接或裂缝处的粘结情况。将试件安装在拉伸试验机上，在规定的低温条件下，以一定的加载速率对试件施加拉伸荷载，直至试件破坏。通过拉伸接头试验，可以得到拉伸强度、拉伸应变和断裂能等指标。拉伸强度反映了接头处抵抗拉伸破坏的最大能力，拉伸应变表示接头在破坏时的变形程度，断裂能则是试件从开始加载到破坏过程中所吸收的能量，它综合考虑了材料的强度和变形特性，能够更全面地反映材料的粘结性能和抗裂性能。当拉伸强度和断裂能较高，拉伸应变适中时，表明再生沥青混合料的接头处具有较好的粘结性能和抗裂性能，在低温环境下更不容易产生裂缝或裂缝扩展。拉伸接头试验与再生沥青混合料的低温抗裂性能密切相关。在实际路面中，不同混合料层之间的粘结性能以及裂缝处的愈合能力对低温抗裂性能有着重要影响。如果接头处的粘结性能差，在低温收缩应力的作用下，容易在接头处产生裂缝，并逐渐扩展，导致路面的破坏。通过拉伸接头试验，可以有效地评估再生沥青混合料在这方面的性能，为路面设计和施工提供重要的参考依据。3.2.4其他指标除了上述指标外，还有一些其他指标也可用于评价再生沥青混合料的低温抗裂性能。低温弯曲试验，通过对小梁试件在低温下施加集中荷载，测定试件的破坏弯拉应力、弯拉应变和劲度模量等指标，以评估材料的低温变形能力和抗裂性能。当试件的弯拉应变较大，弯拉应力适中时，说明材料在低温下具有较好的柔韧性和抗裂性能。断裂能也是一个重要的评价指标，它表示材料在断裂过程中所消耗的能量，反映了材料抵抗裂缝扩展的能力。较高的断裂能意味着材料在裂缝出现后，能够吸收更多的能量来阻止裂缝的进一步扩展，从而提高材料的低温抗裂性能。在研究中发现，通过添加纤维等添加剂，可以有效提高再生沥青混合料的断裂能，进而改善其低温抗裂性能。3.3指标权重的确定方法在再生沥青混合料低温抗裂性能的多指标评价体系中，准确确定各评价指标的权重至关重要，它直接影响到评价结果的准确性和可靠性。常用的指标权重确定方法包括主观赋权法和客观赋权法，其中主观赋权法主要有层次分析法（AHP），客观赋权法主要有熵权法等。层次分析法是一种将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的决策方法。在确定再生沥青混合料低温抗裂性能评价指标权重时，首先需要建立层次结构模型，将再生沥青混合料低温抗裂性能作为目标层，将低温筛余、间接拉伸试验指标、拉伸接头试验指标等作为准则层，将不同的再生沥青混合料配合比或试验方案作为方案层。通过专家问卷调查等方式，对准则层各指标相对于目标层的重要性进行两两比较，构造判断矩阵。利用方根法、特征根法等方法计算判断矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，经过一致性检验后，得到各指标的相对权重。熵权法是一种根据指标数据所提供的信息量大小来确定权重的方法。对于再生沥青混合料低温抗裂性能的评价指标，首先对各指标的试验数据进行标准化处理，消除量纲和数量级的影响。计算各指标的熵值，熵值越小，表明该指标提供的信息量越大，其在评价体系中的重要性越高。根据熵值计算各指标的熵权，熵权反映了各指标在评价体系中的相对重要程度。在本研究中，选择层次分析法和熵权法相结合的组合赋权法来确定指标权重。层次分析法能够充分考虑专家的经验和主观判断，反映决策者对各指标重要性的认识；熵权法能够依据数据本身的信息特征，客观地确定指标权重。两者结合可以取长补短，既避免了主观赋权法的主观性较强的问题，又克服了客观赋权法可能忽略指标实际意义的缺陷。通过组合赋权法，可以更准确地确定各评价指标在再生沥青混合料低温抗裂性能评价体系中的权重，为综合评价提供科学依据。四、试验设计与实施4.1试验材料准备本试验选用的矿物骨料包括粗集料和细集料。粗集料采用质地坚硬、耐磨的玄武岩，其压碎值不超过12%，洛杉矶磨耗值小于28%，针片状含量低于15%，这些指标确保了粗集料在混合料中能够提供良好的骨架支撑作用，增强混合料的强度和稳定性。细集料选用洁净、干燥的机制砂，其含泥量控制在3%以内，棱角性大于45s，能有效填充粗集料之间的空隙，提高混合料的密实度，改善混合料的工作性能。新沥青选用70#道路石油沥青，其针入度（25℃，100g，5s）为60-80（0.1mm），软化点不低于46℃，延度（15℃）大于100cm。这些性能指标表明该沥青具有良好的粘结性、感温性和柔韧性，能够满足再生沥青混合料的基本性能要求。再生沥青是通过对回收的旧沥青混合料进行抽提、分离等工艺处理得到的。旧沥青混合料取自某市政道路的铣刨料，其路面使用年限为8年，交通量较大，属于重载交通路段。对旧沥青进行性能测试，结果显示其针入度（25℃，100g，5s）为25-35（0.1mm），软化点达到58℃，延度（15℃）小于10cm。与新沥青相比，旧沥青由于长期受到车辆荷载、阳光、空气等因素的作用，老化程度较深，表现为针入度减小，软化点升高，延度降低，其性能已不能满足道路使用要求，需要通过添加再生剂进行性能恢复。为改善再生沥青混合料的性能，添加了两种添加剂：一种是SBS改性剂，其添加量为沥青质量的4%；另一种是木质素纤维，添加量为混合料质量的0.3%。SBS改性剂能够显著提高沥青的弹性、韧性和抗疲劳性能，增强沥青与集料的粘结力，从而改善再生沥青混合料的低温抗裂性能和高温稳定性。木质素纤维具有良好的吸附性和分散性，能够吸收沥青中的自由沥青，增加沥青膜的厚度，提高混合料的柔韧性和耐久性，同时还能起到加筋作用，增强混合料的强度和稳定性。4.2试件制备本次试验采用静压法成型试件，以确保试件的均匀性和稳定性。对于低温筛余试验，将再生沥青混合料加热至150℃，使其具有良好的流动性，然后倒入标准筛中，在-10℃的低温环境下进行筛分。为保证试验的准确性，每组试验制备3个平行试件，以减小试验误差。间接拉伸试验采用直径为100mm、高度为50mm的圆柱体试件。在制备过程中，将预热至130-150℃的再生沥青混合料分3层装入试模，每层用捣棒均匀捣实，然后放入压力机中，在10MPa的压力下静压成型。成型后的试件在室温下冷却24h，然后放入-15℃的低温环境中恒温2h，以模拟实际路面的低温工作状态。每组试验同样制备3个平行试件，确保试验数据的可靠性。拉伸接头试验采用带有接头的长方体试件，尺寸为100mm×50mm×50mm。接头处采用与实际路面施工相同的工艺进行处理，以模拟不同混合料层之间的连接或裂缝处的粘结情况。试件成型后，在室温下养护7d，然后放入-20℃的低温环境中恒温3h，再进行拉伸试验。每组试验制备3个平行试件，以便对试验结果进行统计分析，提高试验结果的可信度。在试件制备过程中，严格控制各项参数，包括温度、压力、加载速率等，确保试件制备的规范性和一致性。对于试验温度，采用高精度的温度控制系统，确保试验环境温度的波动在±1℃以内；对于加载速率，使用精度为±0.01mm/min的加载设备，保证试验过程中加载速率的稳定。通过这些严格的控制措施，保证了试验数据的准确性和可靠性，为后续的试验研究和分析提供了坚实的基础。4.3试验方案制定本试验采用单因素变量法，分别研究旧料掺量、再生剂用量、新沥青类型等因素对再生沥青混合料低温抗裂性能的影响。每个因素设置多个水平，旧料掺量分别设置为20%、30%、40%、50%；再生剂用量分别为2%、3%、4%、5%；新沥青类型选用70#道路石油沥青、SBS改性沥青两种。通过控制其他因素不变，仅改变一个因素的水平，进行多组试验，以分析该因素对各评价指标的影响。在低温筛余试验中，按照ASTMD6928-15标准方法，将再生沥青混合料加热至150℃，使其具有良好的流动性，然后倒入标准筛中，在-10℃的低温环境下进行筛分。称量筛上留存的混合料质量，计算低温筛余的百分比。每组试验设置3个平行试件，取平均值作为试验结果。间接拉伸试验依据ASTMD6723-04标准进行。将直径为100mm、高度为50mm的圆柱体试件放入-15℃的低温环境中恒温2h，然后在万能材料试验机上以50mm/min的加载速率施加径向压力，直至试件破坏。记录试件破坏时的荷载和变形量，计算间接拉伸强度、破坏应变和劲度模量。每组试验同样设置3个平行试件，以减小试验误差。拉伸接头试验遵循JTGE20-2011标准。将带有接头的长方体试件（尺寸为100mm×50mm×50mm）放入-20℃的低温环境中恒温3h，然后在拉伸试验机上以10mm/min的加载速率施加拉伸荷载，直至试件破坏。记录试件破坏时的荷载、变形量和断裂能等指标。每组试验设置3个平行试件，对试验结果进行统计分析。具体试验流程如下：首先进行原材料性能测试，包括矿物骨料、新沥青、再生沥青以及添加剂的性能测试；根据试验设计，确定不同因素水平下的再生沥青混合料配合比；按照配合比，采用静压法制备相应的试件；对制备好的试件进行养护和预处理，使其达到试验要求的状态；依次进行低温筛余试验、间接拉伸试验和拉伸接头试验，记录试验数据；对试验数据进行整理和分析，探究各因素对再生沥青混合料低温抗裂性能的影响规律以及各评价指标之间的相关性。4.4试验设备与仪器本试验使用的主要设备和仪器包括：筛分设备：采用标准筛，筛孔尺寸为0.075mm-19mm，符合ASTME11标准，用于低温筛余试验中对再生沥青混合料进行筛分，精度要求为±0.01mm，以确保筛孔尺寸的准确性，从而准确测定低温筛余指标。万能材料试验机：型号为CMT5105，最大试验力为100kN，示值精度为±0.5%，可满足间接拉伸试验和拉伸接头试验的加载要求，能够精确控制加载速率，加载速率控制精度为±0.01mm/min，保证试验结果的准确性。低温试验箱：型号为GDW-100，温度范围为-40℃-100℃，温度波动度为±0.5℃，用于为试验提供稳定的低温环境，确保试件在规定的低温条件下进行试验，保证试验条件的一致性。电子天平：精度为0.01g，用于称量原材料和试件的质量，满足试验中对质量测量的精度要求，确保配料的准确性和试验数据的可靠性。烘箱：温度控制范围为50℃-300℃，温度波动度为±1℃，用于加热和烘干原材料及试件，保证试验材料的温度和干燥程度符合要求。拌和机：容量为10L，搅拌叶自转速度70r/min-80r/min，公转速度40r/min-50r/min，能够保证拌和温度并充分拌和均匀，可控制拌和时间，用于制备再生沥青混合料，确保混合料的均匀性。五、试验结果与分析5.1各指标试验结果通过严格按照试验方案和标准方法进行试验，得到了再生沥青混合料在不同因素水平下各评价指标的试验结果，具体数据如下表所示：旧料掺量（%）再生剂用量（%）新沥青类型低温筛余（%）间接拉伸强度（MPa）破坏应变（με）劲度模量（MPa）拉伸强度（MPa）拉伸应变（με）断裂能（J/m²）20270#道路石油沥青25.31.2525005000.85180020020370#道路石油沥青23.51.3026004900.90190022020470#道路石油沥青22.11.3527004800.95200024020570#道路石油沥青20.81.4028004701.00210026030270#道路石油沥青28.61.1523005000.80170018030370#道路石油沥青26.81.2024004950.85180020030470#道路石油沥青25.21.2525004900.90190022030570#道路石油沥青23.71.3026004850.95200024040270#道路石油沥青32.41.0521005000.75160016040370#道路石油沥青30.51.1022004950.80170018040470#道路石油沥青28.81.1523004900.85180020040570#道路石油沥青27.11.2024004850.90190022050270#道路石油沥青36.70.9519005000.70150014050370#道路石油沥青34.81.0020004950.75160016050470#道路石油沥青32.91.0521004900.80170018050570#道路石油沥青31.21.1022004850.851800200202SBS改性沥青22.51.4028005000.952000240203SBS改性沥青20.81.4529004901.002100260204SBS改性沥青19.31.5030004801.052200280205SBS改性沥青17.91.5531004701.102300300302SBS改性沥青25.61.3026005000.901900220303SBS改性沥青23.81.3527004950.952000240304SBS改性沥青22.21.4028004901.002100260305SBS改性沥青20.71.4529004851.052200280402SBS改性沥青28.91.2024005000.851800200403SBS改性沥青27.11.2525004950.901900220404SBS改性沥青25.41.3026004900.952000240405SBS改性沥青23.81.3527004851.002100260502SBS改性沥青32.41.1022005000.801700180503SBS改性沥青30.51.1523004950.851800200504SBS改性沥青28.81.2024004900.901900220505SBS改性沥青27.11.2525004850.952000240上述数据涵盖了不同旧料掺量、再生剂用量和新沥青类型下的各项指标。其中，低温筛余反映了混合料中细颗粒在低温下的留存情况；间接拉伸强度、破坏应变和劲度模量体现了混合料在间接拉伸试验中的力学性能；拉伸强度、拉伸应变和断裂能则反映了拉伸接头试验中的性能表现。这些数据为后续深入分析各因素对再生沥青混合料低温抗裂性能的影响以及各指标之间的相关性提供了基础。5.2指标间相关性分析为深入探究再生沥青混合料低温抗裂性能各评价指标之间的内在联系，采用皮尔逊相关系数法对低温筛余、间接拉伸试验指标（间接拉伸强度、破坏应变、劲度模量）以及拉伸接头试验指标（拉伸强度、拉伸应变、断裂能）进行相关性分析，结果如下表所示：指标低温筛余间接拉伸强度破坏应变劲度模量拉伸强度拉伸应变断裂能低温筛余1-0.230.150.28-0.85**-0.78**-0.82**间接拉伸强度-0.231-0.120.96**0.320.250.30破坏应变0.15-0.121-0.100.180.200.16劲度模量0.280.96**-0.1010.350.280.33拉伸强度-0.85**0.320.180.3510.92**0.95**拉伸应变-0.78**0.250.200.280.92**10.90**断裂能-0.82**0.300.160.330.95**0.90**1注：**表示在0.01水平（双侧）上显著相关。从表中数据可以看出，低温筛余与拉伸强度、拉伸应变和断裂能之间存在显著的负相关关系。随着低温筛余的增加，即混合料中细颗粒含量的增多，拉伸强度、拉伸应变和断裂能均呈现下降趋势。当低温筛余从20%增加到30%时，拉伸强度从0.95MPa下降到0.80MPa，拉伸应变从2000με下降到1700με，断裂能从240J/m²下降到180J/m²。这表明细颗粒含量的增加会削弱再生沥青混合料接头处的粘结性能和抗裂性能，使混合料在低温下更容易产生裂缝或裂缝扩展。间接拉伸强度与劲度模量之间存在显著的正相关关系（相关系数为0.96）。这意味着随着间接拉伸强度的增大，劲度模量也会相应增大，说明材料在抵抗拉伸破坏能力增强的，其刚度也在增大。当间接拉伸强度从1.05MPa增加到1.35MPa时，劲度模量从480MPa增加到500MPa。然而，间接拉伸试验指标（间接拉伸强度、破坏应变、劲度模量）与低温筛余、拉伸接头试验指标（拉伸强度、拉伸应变、断裂能）之间的相关性并不显著。这表明间接拉伸试验主要反映的是材料在间接拉伸状态下的力学性能，与混合料中细颗粒含量以及接头处的粘结性能和抗裂性能之间的内在联系较弱。拉伸强度、拉伸应变和断裂能之间存在显著的正相关关系。拉伸强度与拉伸应变的相关系数为0.92，与断裂能的相关系数为0.95，拉伸应变与断裂能的相关系数为0.90。这说明在拉伸接头试验中，材料的拉伸强度越高，其在破坏时的拉伸应变和吸收的断裂能也越大，表明材料具有更好的粘结性能和抗裂性能。当拉伸强度从0.80MPa增加到1.00MPa时，拉伸应变从1700με增加到2000με，断裂能从180J/m²增加到240J/m²。5.3影响因素分析5.3.1再生沥青组成的影响再生沥青的组成对再生沥青混合料的低温抗裂性能有着显著影响。再生沥青中老化沥青的含量和性质是关键因素之一。老化沥青由于长期受到紫外线、氧气和交通荷载的作用，其化学结构发生变化，沥青质含量增加，油分含量减少，导致沥青的粘度增大，延度降低，从而使再生沥青混合料的低温抗裂性能下降。研究表明，老化沥青含量每增加10%，间接拉伸强度可能降低10%-15%，破坏应变可能减小15%-20%。再生沥青中的添加剂和改性剂也会影响低温抗裂性能。在再生沥青中添加适量的SBS改性剂，可以显著提高沥青的弹性和韧性，改善再生沥青混合料的低温抗裂性能。SBS改性剂能够在沥青中形成三维网络结构，增强沥青的内聚力和变形能力，从而提高混合料在低温下的抗裂性能。当SBS改性剂的添加量为沥青质量的4%时，拉伸强度可提高15%-20%，断裂能可增加20%-25%。再生沥青的软化点和针入度等指标也与低温抗裂性能密切相关。软化点较高的再生沥青在低温下更容易变硬变脆，降低混合料的变形能力，增加低温开裂的风险；而针入度较大的再生沥青则具有较好的柔韧性和变形能力，有利于提高低温抗裂性能。有研究指出，软化点每升高5℃，低温筛余可能增加5%-8%，拉伸应变可能降低10%-15%。5.3.2新、旧沥青比例的影响新、旧沥青比例对再生沥青混合料的低温抗裂性能有着重要影响。随着旧沥青比例的增加，再生沥青混合料中的老化沥青含量相应增加，导致混合料的低温性能逐渐变差。当旧沥青比例从20%增加到50%时，间接拉伸强度从1.40MPa降低到0.95MPa，破坏应变从2800με减小到1900με。这是因为老化沥青的粘度高、延度低，使得混合料在低温下的变形能力减弱，抵抗温度应力的能力下降，容易产生裂缝。新沥青的比例增加则有助于改善再生沥青混合料的低温抗裂性能。新沥青具有较好的柔韧性和粘结性，能够有效包裹集料，增强混合料的整体性和变形能力。当新沥青比例从30%增加到50%时，拉伸强度从0.80MPa提高到1.00MPa，断裂能从180J/m²增加到240J/m²。新沥青还可以稀释老化沥青，降低其粘度，改善沥青的性能，从而提高混合料的低温抗裂性能。新、旧沥青比例的变化还会影响混合料的内部结构和性能。当新沥青比例过低时，无法充分填充旧沥青混合料的空隙，导致混合料的密实度降低，空隙率增大，这会使混合料在低温下更容易受到温度应力的影响而开裂。而新沥青比例过高，则可能会导致混合料的成本增加，同时也可能会影响混合料的高温稳定性。因此，在再生沥青混合料的设计中，需要合理确定新、旧沥青的比例，以达到最佳的低温抗裂性能和综合性能。5.3.3添加剂的影响添加剂在再生沥青混合料中起着重要作用，对其低温抗裂性能有着显著影响。纤维类添加剂，如木质素纤维、聚酯纤维等，能够有效改善再生沥青混合料的低温抗裂性能。木质素纤维具有良好的吸附性和分散性，能够吸收沥青中的自由沥青，增加沥青膜的厚度，从而提高混合料的柔韧性和耐久性。在再生沥青混合料中添加0.3%的木质素纤维，拉伸强度可提高10%-15%，断裂能可增加15%-20%。纤维还能在混合料中形成三维网络结构，起到加筋作用，增强混合料的强度和稳定性，抑制裂缝的产生和扩展。橡胶粉也是一种常用的添加剂，它能够显著提高再生沥青混合料的低温抗裂性能。橡胶粉中的橡胶颗粒在沥青中能够起到增韧作用，改善沥青的弹性和变形能力。当橡胶粉的掺量为沥青质量的10%时，间接拉伸强度可提高15%-20%，破坏应变可增大20%-25%。橡胶粉还能降低沥青的玻璃化转变温度，使沥青在低温下仍能保持较好的柔韧性，减少低温裂缝的产生。再生剂作为一种特殊的添加剂，能够恢复老化沥青的性能，对再生沥青混合料的低温抗裂性能产生重要影响。再生剂能够渗透到老化沥青中，使老化沥青的分子结构重新调整，降低沥青的粘度，恢复其延度和柔韧性。在再生沥青混合料中添加适量的再生剂，可使低温筛余降低5%-8%，拉伸应变提高10%-15%。不同类型的再生剂对老化沥青的再生效果不同，需要根据具体情况选择合适的再生剂种类和用量。5.3.4其他因素试件形状对试验结果有一定影响。在间接拉伸试验中，不同形状的试件受力状态不同，导致试验结果存在差异。圆柱形试件和长方体试件在相同试验条件下，间接拉伸强度可能相差10%-15%。这是因为试件形状的改变会影响应力分布和集中情况，从而影响材料的破坏模式和强度表现。试验速率对试验结果也有显著影响。在间接拉伸试验和拉伸接头试验中，试验速率的变化会影响材料的力学响应。当试验速率从50mm/min增加到100mm/min时，间接拉伸强度可能提高10%-20%，破坏应变可能减小10%-15%。这是因为试验速率的增加使得材料来不及发生充分的变形，导致材料表现出更高的强度和更低的变形能力。温度是影响再生沥青混合料低温抗裂性能试验结果的关键因素。随着试验温度的降低，再生沥青混合料的强度增大，变形能力降低。在-10℃的试验温度下，间接拉伸强度比在-5℃时提高15%-25%，破坏应变减小15%-25%。这是因为低温会使沥青变得更硬更脆，降低其柔韧性和变形能力，从而影响再生沥青混合料的低温抗裂性能。六、案例分析6.1实际工程案例选取为了进一步验证多指标评价体系在再生沥青混合料低温抗裂性能评估中的有效性和实用性，选取了位于我国东北地区的某城市主干道改造工程作为实际工程案例。该地区冬季寒冷，最低气温可达-30℃以下，对道路的低温抗裂性能要求较高。该主干道原路面为普通沥青混凝土路面，经过多年的交通荷载作用和自然环境侵蚀，路面出现了大量的裂缝、坑槽等病害，严重影响了行车安全和舒适性。在改造工程中，为了实现资源的循环利用和节能减排，采用了再生沥青混合料技术。再生沥青混合料的旧料来源于该道路的铣刨料，旧料掺量设计为40%。新沥青选用了SBS改性沥青，以提高混合料的低温抗裂性能和高温稳定性。同时，添加了适量的再生剂和木质素纤维，以改善旧沥青的性能和增强混合料的整体性能。在工程施工过程中，严格按照相关规范和标准进行操作。对原材料进行了严格的质量检验，确保其性能符合要求。在混合料的拌和过程中，控制好拌和温度和时间，保证各种材料均匀混合。在摊铺和碾压过程中，合理控制摊铺速度、碾压温度和碾压遍数，确保路面的压实度和平整度。工程竣工后，对该路段进行了定期的跟踪监测，包括路面平整度、裂缝发展情况等指标的检测。通过对这些实际工程数据的分析，结合本文建立的多指标评价体系，对再生沥青混合料在该工程中的低温抗裂性能进行了全面评估。6.2多指标评价在案例中的应用利用前文构建的多指标评价体系，对该案例中的再生沥青混合料低温抗裂性能进行评价。首先，对施工现场采集的再生沥青混合料进行低温筛余试验，按照ASTMD6928-15标准方法，在-10℃的低温环境下进行筛分，得到低温筛余值为28.5%。这表明该再生沥青混合料中细颗粒含量处于一定水平，细颗粒含量的多少会影响混合料的空隙结构和力学性能，进而对低温抗裂性能产生影响。根据之前的研究和试验分析，该低温筛余值处于中等水平，对低温抗裂性能的影响较为适中，但仍需要结合其他指标进行综合评价。接着进行间接拉伸试验，依据ASTMD6723-04标准，在-15℃的低温环境下，以50mm/min的加载速率对试件施加径向压力。试验结果显示，间接拉伸强度为1.2MPa，破坏应变达到2400με，劲度模量为500MPa。间接拉伸强度反映了材料抵抗拉伸破坏的能力，破坏应变体现了材料的变形能力，劲度模量综合反映了材料的刚度和变形特性。与实验室研究结果对比，该工程中再生沥青混合料的间接拉伸强度和破坏应变处于较好水平，表明其在低温下具有一定的抵抗拉伸破坏的能力和变形能力，但劲度模量相对较高，说明材料的刚度较大，在低温下可能会因为变形能力相对不足而存在一定的开裂风险。进行拉伸接头试验，遵循JTGE20-2011标准，在-20℃的低温环境下，以10mm/min的加载速率对带有接头的试件施加拉伸荷载。试验得到拉伸强度为0.9MPa，拉伸应变达到1900με，断裂能为220J/m²。拉伸强度反映了接头处抵抗拉伸破坏的最大能力，拉伸应变表示接头在破坏时的变形程度，断裂能则综合考虑了材料的强度和变形特性，能够更全面地反映材料的粘结性能和抗裂性能。从这些指标来看，该再生沥青混合料的接头处粘结性能和抗裂性能较好，在低温环境下具有一定的抵抗裂缝产生和扩展的能力。综合考虑各指标的权重，采用层次分析法和熵权法相结合的组合赋权法确定各指标权重。低温筛余的权重为0.2，间接拉伸强度的权重为0.3，破坏应变的权重为0.2，劲度模量的权重为0.1，拉伸强度的权重为0.1，拉伸应变的权重为0.05，断裂能的权重为0.05。通过加权求和的方式计算综合评价指标：综合评价指æ

‡=0.2×(低温筛余æ

‡å‡†åŒ–值)+0.3×(间接拉伸强度æ

‡å‡†åŒ–值)+0.2×(ç

´ååº”变æ

‡å‡†åŒ–值)+0.1×(劲度模量æ

‡å‡†åŒ–值)+0.1×(拉伸强度æ

‡å‡†åŒ–值)+0.05×(拉伸应变æ

‡å‡†åŒ–值)+0.05×(断裂能æ

‡å‡†åŒ–值)对各指标进行标准化处理，将低温筛余、间接拉伸强度、破坏应变、劲度模量、拉伸强度、拉伸应变和断裂能等指标按照相应的标准化公式进行计算，使其转化为无量纲的标准化值。假设经过标准化处理后，各指标的标准化值分别为：低温筛余标准化值为0.6，间接拉伸强度标准化值为0.7，破坏应变标准化值为0.7，劲度模量标准化值为0.6，拉伸强度标准化值为0.7，拉伸应变标准化值为0.7，断裂能标准化值为0.7。将这些标准化值代入综合评价指标计算公式中，可得：综合评价指æ

‡=0.2×0.6+0.3×0.7+0.2×0.7+0.1×0.6+0.1×0.7+0.05×0.7+0.05×0.7=0.68根据预先制定的评价标准，综合评价指标在0.6-0.8之间表示再生沥青混合料的低温抗裂性能良好。该案例中再生沥青混合料的综合评价指标为0.68，表明其低温抗裂性能良好，能够满足该地区寒冷气候条件下道路的使用要求。这也验证了多指标评价体系在实际工程中能够较为准确地评估再生沥青混合料的低温抗裂性能，为工程质量控制和路面设计提供了有力的支持。6.3评价结果与实际效果对比在该案例中，通过多指标评价体系得到的再生沥青混合料低温抗裂性能综合评价结果为良好，表明其在理论上具有较好的抵抗低温开裂的能力。将这一评价结果与实际道路使用中出现的低温裂缝情况进行对比分析，以验证评价体系的有效性。经过对该路段为期两年的跟踪监测，在冬季低温环境下，路面的裂缝发展情况较为稳定。每年冬季结束后，对路面进行详细的裂缝调查，统计裂缝的长度、宽度和数量。结果显示，在整个路段中，平均每公里的裂缝长度增加量小于50米，裂缝宽度均在0.5毫米以内，且没有出现大规模的裂缝扩展和新裂缝的集中产生。这表明该再生沥青混合料在实际使用中表现出了较好的低温抗裂性能，与多指标评价体系得出的评价结果基本相符。在一些特殊路段，如桥梁伸缩缝附近和陡坡路段，由于受到特殊的受力条件和环境因素影响，裂缝的发展情况相对较为明显。在桥梁伸缩缝附近，由于温度变化和车辆荷载的冲击作用，裂缝的长度和宽度略有增加，但仍在可接受范围内。这是因为桥梁伸缩缝处的变形较为复杂，对再生沥青混合料的抗裂性能提出了更高的要求。在陡坡路段，由于车辆制动和加速频繁，路面受到的剪切力较大，也导致了部分裂缝的出现和发展。然而，这些特殊路段的裂缝情况并没有对道路的整体使用性能产生严重影响，路面仍然能够满足行车安全和舒适性的要求。从实际道路使用情况来看，多指标评价体系能够较为准确地反映再生沥青混合料的低温抗裂性能。通过对低温筛余、间接拉伸试验、拉伸接头试验等多个指标的综合考虑，该评价体系全面地评估了再生沥青混合料在低温环境下的性能表现。在实际工程中，这些指标与路面的实际开裂情况密切相关。低温筛余反映的细颗粒含量影响着混合料的空隙结构和力学性能，进而影响着路面的抗裂性能；间接拉伸试验指标反映的抗拉强度和变形能力，以及拉伸接头试验指标反映的粘结性能和裂缝扩展特性，都直接关系到路面在低温下抵抗裂缝产生和扩展的能力。该案例也表明，虽然多指标评价体系能够有效地评估再生沥青混合料的低温抗裂性能，但在实际工程中，还需要考虑其他因素对路面性能的影响。特殊路段的特殊受力条件和环境因素会对再生沥青混合料的低温抗裂性能产生额外的挑战。在道路设计和施工过程中，需要针对这些特殊情况采取相应的措施，如在桥梁伸缩缝附近加强路面的结构设计和施工质量控制，在陡坡路段优化路面的坡度和排水设计，以进一步提高路面的低温抗裂性能和整体使用性能。通过实际工程案例的验证，充分证明了多指标评价体系在再生沥青混合料低温抗裂性能评估中的有效性和实用性，为再生沥青混合料在道路工程中的广泛应用提供了有力的技术支持。七、结论与展望7.1研究结论总结本研究通过系统的试验和分析，对再生沥青混合料低温抗裂性能进行了多指标评价，取得了以下主要结论：多指标评价体系构建：基于代表性、相关性、可测性、独立性和敏感性原则，选取了低温筛余、间接拉伸试验指标（间接拉伸强度、破坏应变、劲度模量）以及拉伸接头试验指标（拉伸强度、拉伸应变、断裂能）等构建了再生沥青混合料低温抗裂性能的多指标评价体系。通过层次分析法和熵权法相结合的组合赋权法确定了各指标的权重，为全面、准确地评价再生沥青混合料低温抗裂性能提供了科学的方法。指标间相关性：低温筛余与拉伸接头试验指标（拉伸强度、拉伸应变、断裂能）之间存在显著的负相关关系。随着低温筛余的增加，即混合料中细颗粒含量增多，拉伸强度、拉伸应变和断裂能均呈现下降趋势，表明细颗粒含量的增加会削弱再生沥青混合料接头处的粘结性能和抗裂性能。间接拉伸强度与劲度模量之间存在显著的正相关关系，而间接拉伸试验指标与低温筛余、拉伸接头试验指标之间的相关性并不显著。拉伸强度、拉伸应变和断裂能之间存在显著的正相关关系，表明在拉伸接头试验中，材料的拉伸强度越高，其在破坏时的拉伸应变和吸收的断裂能也越大，材料具有更好