泡沫沥青冷再生技术是我国沥青路面大中修工程实现路面结构转换的重要方式之一。相比热再生技术，泡沫沥青冷再生混合料具有环保、节能、经济等优势；相比乳化沥青冷再生技术，泡沫沥青冷再生混合料具有早 期 强 度 高、沥 青 结 合 料 与 ＲＡＰ（再生沥青混合料）的配伍性要求不严格、运输和压实过程施工可操作时间长、施工和易性好等技术优势。

泡沫沥青冷再生混合料下面层在国内外高速公路大中修工程中已得到广泛应用。国内外大量室内研究和工程实践表明，冻融损伤是我国北方地区、高纬度国家及地区路面结构破坏的主要形式，即水进入空隙，加上冻融作用，水膜置换沥青膜导致泡沫沥青砂浆与集料接触界面出现黏附失效破坏；另一方面，水的固液两相转换产生膨胀压力和渗透压力，导致泡沫沥青冷再生混合料由损伤逐渐发展为松散等破坏，严重影响了沥青路面的使用性能和耐久性。

郝培文等基于劈裂强度试验和 Ｘ－ｒａｙＣＴ 扫描 试验研究了试验级配对泡沫沥青冷再生混合料抗冻性能的影响，结果表明，初始空隙率越大泡沫沥青冷再生混合料抗冻耐久性越差，混合料强度随冻融循环次数增加明 显 减 小。王宏 等 基 于 Ｘ－ｒａｙＣＴ 无损扫描技术和 ＶＧ 软件的三维重构功能研究了水泥掺量对冷再生混合料抗冻耐久性能的影响，结果表明，水泥改变了冻融循环作用下冷再生混合料的空隙衰变历程，具有维持冻融循环作用下冷再生混合料空隙体积变化不大的作用，泡沫沥青冷再生混合料微观空隙结构与宏观力学性能之间具有良好的指数关系。李志刚等研究了冻融循环作用下冷再生混合料的 抗 剪 切 强 度 衰 变 规 律，结果 表 明，冻融循环对冷再生混合料黏聚力影响最大，１０次冻融循环后冷再 生 混 合 料 黏 聚 力 下 降 幅 度 达６０％。

冷再生材料对水和冻融循环作用极其敏感，容易产生水损害。通过钻芯取样发现，裂缝处由于有水进入，再生层基本不能取出完整芯样。为了避免冷再生混合料在道路服役期间出现松散等水损害，南非沥青协 会 在 《ＴｅｃｈｎｉｃａｌＧｕｉｄｅｌｉｎｅ：Ｂｉｔｕｍｅｎ ＳｔａｂｉｌｉｓｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ》中要求 ＢＳＭ１～ ＢＳＭ３型泡 沫 沥 青 冷 再生混合料的残余黏聚力比分别应不小于７５％、６０％～７５％和５０％～６０％。我国《公路沥青路面再生技术规范》（ＪＴＧＦ４１－２００８）要求 泡 沫 沥 青 冷 再 生 混合料干湿劈裂强度比和冻融劈裂强度比 ＴＳＲ 均不小于７５％。随着泡沫沥青冷再生混合料在路面结构中的层位不断上移，这也对其抗冻性能提出了更高要求，尤其是对我国季节性冰冻地区和多年冻土地区，研究冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料的力学强度与疲劳性能的衰变规律尤为必要。

如何准确地评价冻融循环作用对泡沫沥青冷再生混合料强度特性、疲劳性能及微观结构特性的影响是目前亟待解决的问题。为此，本文基于劈裂强度试验、贯入剪切试验、间接拉伸疲劳试验研究冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料的强度特性和疲劳性能衰变规律，基于 Ｘ－ｒａｙＣＴ 无损扫描技术和 ＶＧ 软件的三维重构功能研究冻融循环作用对泡沫沥青冷再生混合料的微观空隙结构特征的影响，以期为泡沫沥青冷再生混合料在我国北方寒冷地区的推广应用提供参考与借鉴。

试验研究 采 用 的 回 收 沥 青 路 面 材 料（ＲＡＰ）来源于陕西某高速公路大中修工程。ＲＡＰ 采用 冷 铣刨法获取，各 项 性 能 满 足 规 范 要 求。根 据 ＲＡＰ 筛分试验结果，为满足《公路沥青路面再生技术规范》（ＪＴＧＦ４１－２００８）中粒式泡沫沥青冷再生混合料工程级配要求，确 定 掺 加１５％机制 砂，合 成 级 配 见 表１。

采用 ＰＯ４２．５普通硅酸盐水泥，水泥以外掺形式添加，掺量 为２％。采用 ＳＫ９０Ａ 级道 路 石 油 沥 青。以兼顾膨胀率和半衰期两个指标确定最佳发泡温度为１６０℃，最佳发泡含水量为２％。最佳发泡温度和最佳发泡用水量下的泡沫沥青膨胀率为２２倍，半衰期为１７ｓ。泡沫沥青冷再生混合料配合比设计采用修正马歇尔法，采用重型击实法确定泡沫沥青冷再生混合料的最佳拌和用水量，以湿劈裂强度峰值确定最佳泡沫沥青用量，配合比设计结果见表２。

根据前人研究成果及《公路沥青路面施工技术规 范 》（ＪＴＧ Ｆ４０－２００４）冻 融 循 环 劈 裂 试 验 要求［１０］，冻融循环 试 验 方 案 如 下：

（１）成型 试 件，在 最佳泡沫沥青用量和最佳拌和用水量条件下，正反各击实７５次成型标准马歇尔试件，４０℃养生３ｄ后取出，自然冷却后备用；

（２）将试件浸在２５℃水中饱水０．５ｈ，取 出 试 件 在 ９８．５ ｋＰａ 真 空 条 件 下 保 持１５ｍｉｎ，然 后 恢 复 常 压，继续将试件在水中放置０．５ｈ；

（３）取 出 试 件 放 入 塑 料 袋 中，加 入 约 １０ ｍｌ水，扎紧袋口，将试件放入（－１８±１）℃恒温冰箱中，保持１２ｈ。取出试件后立即放入２５℃水浴中，撤去塑料袋，保温１２ｈ，冻结１２ｈ后融 化１２ｈ。此为１次冻融循环。从第２次冻融循环以后，试件不再进行抽真空处理，总冻融循环次数达到１０次或试件质量损失超过５０％后停止冻融循环试验。

将经历不同冻融循环后的试件放置在１５℃水浴环境保温３ｈ后进行劈裂强度试验，试 验 加 载 速率为５０ｍｍ／ｍｉｎ。劈 裂强度试验一组有效试件不少于４个。贯 入 剪 切 试 验 前 将 所 有 试 件 在６０℃水浴中保温３ｈ，加载速率采用５０ｍｍ／ｍｉｎ，记录试件破坏时的最大荷载及变形量，按照式（１）计算贯入剪切强度（贯入剪切试件见图１。式（１）中ＳＤ 为贯 入剪切强度（ＭＰａ）；Ｐ 为破坏荷载（Ｎ）；ｙ 为破坏荷载对应的位移（ｍｍ）；压头直径 Ｄ＝４０ｍｍ；压头倒角半径ｒ＝１０ｍｍ）。劈裂强度和贯入剪切试验结果一并见图２。

图２试验结果表明，泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度、贯入剪切强度随着冻融循环次数增加呈减小趋势，劈裂强度随冻融循环次数增加始终在降低，贯入剪切强度随冻融循环作用先显著降低，５次 冻融循环后贯入剪切强度衰减趋势趋于平缓。二者随冻融循环次数增大呈现出不同变化规律，主要是劈裂强度与贯入剪切强度两种试验方法试件的受力模式不同所致：劈裂强度试验试件处于拉压综合受力模式，劈裂强度主要取决于混合料内部的黏聚力和集料颗粒之间的内摩擦角；贯入剪切强度主要取决于泡沫沥青－水泥砂浆与集料颗粒相互嵌挤形成的骨架效应，而冻融循环作用对泡沫沥青冷再生混合料黏聚力的劣化影响更大。这也说明，采用多指标试验评价冻融循环作用对泡沫沥青冷再生混合料强度特性衰变规律的影响是有必要的。

泡沫沥青冷再生混合料初始劈裂强度为０．７２ＭＰａ，在经历４次冻融循环后劈裂强度降低至０．４７ＭＰａ，小于ＪＴＧＦ４１－２００８对劈裂强度大于０．５ＭＰａ的技术指标要求；经历１０次冻融循环后泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度衰 减 至 ０．２４ ＭＰａ，减小 了 ０．４８ ＭＰａ，衰减 了６７％。经历５次、１０次冻融循环后泡沫沥青冷再生混合料贯入剪切强度减小至１．６８ ＭＰａ、１．５８ ＭＰａ，减小了０．３４８、０．４５ＭＰａ，与冻融前试件相比贯入剪切强度衰减了１７．１％、２２．２％。冻融循环对泡沫沥青冷再 生 混 合 料 强 度 特 性 有 显 著 的 劣 化 作 用，冻融循环对劈 裂 强 度 的 劣 化 程 度 明 显 大 于 贯 入 剪 切强度。

分析图２不同冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度、贯入剪切强度衰变规律，经ｏｒｉｇｉｎ初步拟合分 析，指 数 方 程ｙ＝Ａ×ｅｘｐ（－ｘ／Ｂ）＋Ｃ可较好模拟冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度和贯入剪切强度的衰变规律（拟合方程中ｙ表示劈裂强度或贯入强度，ｘ 表示冻融循环次数，Ａ、Ｂ、Ｃ 为拟 合 参 数），拟合 结 果 见 表３。试 验 数 据与拟合方程之 间 的 拟 合 优 化 度 Ｒ２ 大于０．９９，利用指数形式可以较好揭示泡沫沥青冷再生混合料强度特性随冻融循环作用次数的变化趋势。为了定量揭示每次冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料强度损失率（见式（２）），图３建立了泡沫沥青冷再生混合料强度损失率与冻融循环次数之间的关系，拟合优化度Ｒ２ 大于０．９９，可见采用指数模型可揭示泡沫沥青冷再生混合料的强度损失率衰变规律。

通常采用弯曲疲劳和间接拉伸疲劳试验评价泡沫沥青冷再生混合料的抗疲劳性能，前者采用控制应变方式，而间接拉伸疲劳试验采用控制应力加载模式。考虑到冻融循环后泡沫沥青冷再生混合料在切割小梁试件时，往往会造成试件尺寸不完整或因抗松散性不足人为扰动易导致试件松散，而间接拉伸试验采用马歇尔试件，试验操作简便，本文采用间接拉伸疲劳试验评价冻融循环对泡沫沥青冷再生混合料 性 能 的 劣 化 作 用。疲 劳 试 验 采 用 ０．２、０．３、０．４、０．５等４个应力比，试验温度为１５℃，试验加载形式为１０Ｈｚ连续式正弦波，对经历不同冻融循环后的泡沫沥青冷再生混合料进行间接拉伸疲劳试验。试验数据处理采用式(３）疲劳寿命与应变水平的双对数线性拟合方程，试验结果见表４、图４。

间接拉伸疲劳试验结果如下。

（１）泡沫沥青冷再生混合料各应力水平下的疲劳寿命随冻融循环次数增加呈非线性衰变趋势，冻融循环次数越大，各应力水平情况下疲劳寿命表现出很大的不同，后期增加冻融循环次数后疲劳寿命下降更快。

（２）泡沫沥青冷再生混合料疲 劳 试 验 双 对 数 拟 合 参 数 Ｋ 值随着冻融循环次数增大呈非线性关系减小，ｎ 绝对 值随冻融循环次数增大呈增大趋势，Ｋ、ｎ随冻融循环次数的变化趋势较为接近。Ｋ 值越大，疲劳曲线线位越高，泡 沫 沥 青 冷 再 生 混 合 料 疲 劳 寿 命 越 大。ｎ绝对值越大，疲劳寿命随应力水平增大而降低的趋势越明显，疲劳寿命对应力水平变化越敏感。由此可见，冻融循环作用不仅显著降低了泡沫沥青冷再生混合料的抗疲劳耐久性能，也增加了疲劳寿命对应力水平变化的敏感性。

（３）图５为不同冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料疲劳寿命损失率情况，随着冻融循环次数增加，泡沫沥青冷再生混合料疲劳寿命损失率逐渐增大。疲劳寿命损失率与疲劳试验施加的应力水平有关，应力水平越大，相同冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料疲劳寿命损失率越大。可见经历冻融循环后，在重载车辆荷载作用下泡沫沥青冷再生混合料疲劳寿命衰减得更快。

泡沫沥青冷再生混合料经历冻融后强度和抗疲劳性能降低，冻融循环作用引起的破坏现象严重影响了泡沫沥青冷再生混合料的使用性能和耐久性。

已有研究表明，冻融作用对沥青混合料造成的疲劳损伤作用不仅与泡沫沥青冷再生混合料的空隙率大小有关，而且与混合料内部空隙的细微观分布特征有关，空隙的大小不同、形状不同、空隙是否连通以及连通空隙的相对比例等对混合料的抗冻性能都会产生很 大 影 响。泡沫沥青冷再生混合料压实后空隙率大（９％～１４％），恰处于最不利空隙率范围，但泡沫沥青冷再生混合料呈现出低透水性，这与其独特的空隙结构特征有关。

目前关于泡沫沥青冷再生混合料细微观空隙结构特征方面已有较多研究，冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料空隙结构衰变规律的研究相对较少。鉴于实际冻融循环作用的复杂性，本文以工业 ＣＴ 的无损检测技术为载体，基于 ＶＧ 软件的三维重构功能，观测泡沫沥青冷再生混合料三维状态下的内部空隙特征，分析冻融循环作用对乳化沥青冷再生混合料内部空隙结构的影响，通过研究泡沫沥青冷再生混合料在冻融循环 作 用 过 程 中 空 隙 率 的 变 化 规 律，进 一 步 揭示泡沫沥青冷再生混合料在冻融循环作用下的破坏原理。

试验采 用 德 国 产 ＣＴ２２５ 型 高 精 度 工 业 ＣＴ。基于工业 Ｘ－ｒａｙＣＴ 的泡沫沥青冷再生混合料三维空隙测算方法参照文献。对经历不同冻融循环后的泡沫沥青冷再生试件进行 ＣＴ 扫描，ＣＴ扫描断层间 距０．１ ｍｍ，一个标准马歇尔试件可得到６３５张 ＣＴ 图像。用于 ＣＴ 扫描的试件每组不少于４个。将 ＣＴ 图像导入 ＶＧＳｔｕｄｉｏ２．２进行三维重构，应用 ＶＧ 软件的缺陷检测模块，设置缺陷扩展模块的最大空隙体积 为１０００ｍｍ３，最小 空 隙 体 积为０ｍｍ３，待计算完成后输出如图６所示的计算结果。计算结果包括每个空隙在马歇尔试件内部的位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ 坐标）、空隙的体积、空隙表面积、空隙的最大边界尺寸及像素等信息。图７建立了蜡封法实测空隙率与 ＣＴ 测算空隙率之间的回归关系，ＣＴ 测算空隙率约为蜡封法实测空隙率的９２．３１１％，拟合优化度Ｒ２ 大于０．９６。ＣＴ 测算空隙率略小，这主要是 ＣＴ 的可识别空隙精 度 范 围 有 限，对 于 体 积 小 于０．００１ｍｍ３ 空隙，虽然输出的计算表单显示空隙体积为０ｍｍ３，但这部分空隙有一定的体积，同时该部分空隙数量很多。这与已有研究成果相吻合。总体而言，ＣＴ 测算空隙率的试验误差可控，能够满足工程需要.

空隙级配定义为位于某个体积区间内的空隙数量占总空隙数量的百分比。对 ＶＧ 软件计算输出的Ｅｘｃｅｌ表单进行分析后得出，每个马歇尔试件总空隙数量约为６～８万个。将泡沫沥青冷再生混合料内部的空隙划分 为Ｖ≥１００ｍｍ３、５０≤Ｖ＜１００ｍｍ３、３０≤Ｖ＜５０ｍｍ３、２０≤Ｖ＜３０ｍｍ３、１０≤Ｖ＜２０ｍｍ３、５≤Ｖ＜１０ ｍｍ３、２≤Ｖ ＜５ ｍｍ３、１≤Ｖ ＜２ ｍｍ３、０．５≤Ｖ＜１ｍｍ３、０．１≤Ｖ＜０．５ｍｍ３、Ｖ＜０．１ｍｍ３等１１个区间，空隙级配统计结果见表５、图８。

表５、图８试验结果表明：

（１）冻融前＜０．１ｍｍ３、＜１ｍｍ３ 空隙 比 例 为 ６８．２５％、９５．３％，＞１０ ｍｍ３空隙比例不足１％，泡沫 沥 青 冷 再 生 混 合 料 分 布 具有“空隙率 大、空 隙 数 量 多、微 孔 所 占 比 例 高”的 特点；

（２）冻融 前 总 空 隙 率 为９．９％，马歇 尔 试 件 内 部空隙数量约８万个，经历１０次冻融循环后空隙率增加至１４．７％，空隙 数 量 减 小 至５．６万个，冻 融 循 环导致泡沫沥青冷再生混合料空隙率增大、空隙数量减少；

（３）随着冻融循环次数增大，泡沫沥青冷再生混合料内部＞０．１ｍｍ３ 的空隙比例增大，＜０．１ｍｍ３空隙比例减小，表明冻融循环作用对泡沫沥青冷再生混合料的空隙级配有显著影响，受冻融循环作用后泡沫沥青冷再生混合料内部总空隙数量减小，小体积空隙向大体积空隙转变。分析其原因为，泡沫沥青冷再生混合料由沥青、集料、水泥水化产物等多相热力学不相容材料组成，冻融试验在降温过程中，材料热胀冷缩变形不协调，进而材料收缩产生温度应力，导致接触界面出现微裂缝；经多次冻融循环后损伤逐渐累积，泡沫沥青砂浆内部出现黏结失效破坏、泡沫沥青砂浆与集料接触界面出现黏附失效破坏，产生微空隙；此外，在负温冰冻时，冻结冰对空隙壁产生膨胀力，空隙结构遭到破坏，周边原本独立的空隙在空隙壁破坏后逐渐连通，空隙数量减少，经多次冻融循环后微孔向大空隙转变。

根据前人研究成果，采用平均空隙直径和最可几空隙直径评价指标研究泡沫沥青冷再生混合料的微观空隙结构特征。平均空隙直径是泡沫沥青冷再生混合料内部所有空隙当量球直径的平均值，计算时将空隙等效为同体积的球体，是一个平均的概念。最可几空隙直径是泡沫沥青冷再生混合料内部出现概率最大的空隙体积当量球直径，是一个统计推断的概念。根据 ＶＧ 软件 计 算 输 出 的 Ｅｘｃｅｌ表单，得出泡沫沥青冷再生混合料的平均空隙直径，最可几空隙直径通过不同体积空隙与其概率分布之间的洛伦兹函数计算获得，结果见图９。

由图９可见，冻融前后泡沫沥青冷再生混合料的平均空隙直径为０．５～０．６ｍｍ，最可几空隙直径为０．１～０．２５ｍｍ，相同马歇尔试件，泡沫沥青冷再生混合料内部的平均空隙直径为最可几空隙直径的３～５倍。分析其原因为，计算平均空隙直径时包含了泡沫沥青冷再生混合料内部所有的空隙。

泡沫沥青冷再生混合料内部空隙分布特征具有非均一特性，且微孔数量居多，大孔数量少但单个空隙换算得到的平均空隙直径大，尤其是试件成型过程和养生过程人为因素造成的集料离析、细集料填充不饱和、水分聚集等导致的大空隙，可采用平均空隙直径和最可几空隙直径定量评价冻融循环作用对泡沫沥青冷再生微观空隙结构的劣化作用。

理论上采用最可几空隙直径指标更易于排除因人为因素产生的空隙体积变异性。随着冻融循环作用次数增加，泡沫沥青冷再生混合料的最可几空隙直径、平均空隙直径增大，平均空隙直径随冻融循环作用次数增加呈良好的线性关系增大，而最可几空隙直径随冻融循环次数增加呈良好的指数函数关系增大。最可几空隙直径在前５次冻融循环作用时随冻融循环次数增大显著增大，此后增加冻融循环作用次数最可几空隙直径增加缓慢。经历１０次冻融循环后，泡沫沥青冷再生混合料 最 可 几 空 隙 直 径 增 加 了１３１％，平均 空隙直径增加了１３．８％，最可几空隙直径受冻融循环作用的影响更加敏感。

由此可见，冻融循环作用后泡沫沥青冷再生混合料内部主要发生的是微空隙向体积更 大 一 级 空 隙 转 变，微 孔 数 量 大 且 相 对 比 例高的独特空隙结构特征，决定了最可几空隙直径与平均空隙直径随冻融作用次数增加呈现不同的变化规律。

冻融循环作用后泡沫沥青冷再生混合料力学性能和疲劳寿命显著降低，而泡沫沥青冷再生混合料内部微观空隙结构特征的变化也会导致混合料性能的衰减。为了揭示冻融循环作用后泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度及疲劳性能与空隙特性的相关性，图１０建立了空隙级配与劈裂强度、疲劳寿命之间的关系，图１１建立了最可几空隙直径、平均空隙直径与泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度、疲劳寿命之间的关系。

由图１０可知，在冻融循环作用下，泡沫沥青冷再生混合料空隙级配发生变化，伴随着混合料劈裂强度的降低，空隙级配与劈裂强度之间有一定的线性相关性，空隙级配中大孔数量增加、总空隙数量减少导致泡沫沥青冷再生混合料力学强度劣化和疲劳性能衰减。Ｖ＜０．５ｍｍ３ 和＜０．１ｍｍ３ 空隙数量百分比与劈裂强度之间呈良好的线性关系，增加Ｖ＜０．５ｍｍ３、Ｖ＜０．１ｍｍ３ 空隙数量有助于提高泡沫沥青冷再生混合料的抗冻耐久性。随着Ｖ＜０．５ｍｍ３和＜０．１ｍｍ３ 体积空隙数量增多，泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度增大，因此增加微孔数量对提高泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度有利；随着空隙级配中０．１＜Ｖ＜０．５ｍｍ３、０．５＜Ｖ＜１ｍｍ３、Ｖ＞１ｍｍ３、Ｖ＞２ｍｍ３ 空隙 数 量 增 多，泡 沫 沥 青 冷 再 生 混 合 料劈裂强度降 低，二 者 具 有 负 线 性 相 关 性；增 加Ｖ＞０．５ｍｍ３ 的空 隙 数 量 对 泡 沫 沥 青 冷 再 生 混 合 料 劈裂强度有负面影响；Ｖ＞１ｍｍ３、Ｖ＞２ｍｍ３ 空隙 数量越多，泡沫沥青冷再生混合料强度越低，抗冻耐久性越差。各 应 力 水 平 下 的 疲 劳 寿 命 随 空 隙 级 配 中Ｖ＜０．１ｍｍ３ 的空隙数 量 增 加 而 增 大，二 者 具 良 好的线性相关性，疲劳寿命随空隙级配中Ｖ＞１ｍｍ３的空隙数量减小而增大，二者具有良好的负线性相关性；增大泡沫沥青冷再生混合料中＜０．１ｍｍ３ 空隙数量能够提高泡沫沥青冷再生混合料的抗冻耐久性。

冻融循环作用使得泡沫沥青冷再生混合料中的微孔数量减少、大孔数量增多，这是导致冷再生混合料疲劳性能降低的主要原因之一。对比分析空隙级配与劈裂强度和疲劳寿命之间的回归关系，结合不同冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料的空隙结构特征，可将泡沫沥青冷再生混合料内部Ｖ≤０．１ｍｍ３ 空隙划分为无害孔，０．１＜Ｖ≤０．５ｍｍ３ 空隙划分为少害孔，Ｖ＞０．５ｍｍ３ 空隙划分为有害孔。

由图１１可知，冻融循环试验过程中，随着平均空隙直径和最可几空隙直径增大，泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度降低，平均空隙直径和最可几空隙直径与泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度之间具有良好的负线性相关性。各应力水平下的疲劳寿命随平均空隙直径和最可几空隙直径增大而降低，二者之间负线性相关性良好。分析其原因，一方面冻融循环导致泡沫沥青砂浆与集料黏结界面、泡沫沥青砂浆内部出现微裂缝，随冻融循环次数增加，微裂缝逐渐发展形成微空隙，泡沫沥青冷再生易于出现黏结失效和黏附失效破坏，具体表现为最可几空隙体积增大，而劈裂强度降低。另一方面，冻融循环导致泡沫沥青冷再生混合料中的Ｖ＜０．１ｍｍ３ 空隙数量减少，Ｖ＞１ｍｍ３ 空隙数量增多，泡沫沥青冷再生混合料空隙级配退化及微孔数比例增大，混合料整体性降低，空隙级配和空隙结构的转变导致冷再生混合料受荷时应力集中因子和空隙体积模量发生了变化，宏观表现为混合料强度降低和抗疲劳性能下降。

（１）冻融循环作用对泡沫沥青冷再生混合料贯入剪切强度、劈裂强度、疲劳寿命均有显著影响，指数方程ｙ＝Ａ×ｅｘｐ（－ｘ／Ｂ）＋Ｃ 可较好模拟冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度和贯入剪切强度的衰变规律。冻融循环作用不仅显著降低了泡沫沥青冷再生混合料的抗疲劳耐久性能，也增加了疲劳寿命对应力水平变化的敏感性。

（２）泡沫沥青冷再生混合料空隙分布具有“空隙率 大、空 隙 数 量 多、微 孔 所 占 比 例 高”的 特 点。随着冻融 循 环 次 数 增 大，泡 沫 沥 青 冷 再 生 混 合 料内部＞０．１ ｍｍ３ 的空隙比例增大，＜０．１ ｍｍ３ 空隙比例减 小，冻融循环导致泡沫沥青冷再生混合料空隙 率 增 大、空 隙 数 量 减 少。平 均 空 隙 直 径 随冻融循环作用次数增加呈良好的线性关系增大，最可几空隙直径随 冻 融 循 环 次 数 增 加 呈 良 好 的 指数函数关 系 增 大，最可几空隙直径受冻融循环作用的影响更加敏感。

（３）建立了空隙级配、平均空隙直径、最可几空隙直径与泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度和疲劳寿命之间的关系，结合不同冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料的空隙结构特征，可将泡沫沥青冷再生混合料内部Ｖ≤０．１ｍｍ３ 空隙划分为无害孔，０．１＜Ｖ≤０．５ｍｍ３ 空隙划分为少害孔，Ｖ＞０．５ｍｍ３ 空隙划分为有害孔。

（４）增加Ｖ＜０．５ｍｍ３、Ｖ＜０．１ｍｍ３ 空隙数量有助于提高泡沫沥青冷再生混合料的抗冻耐久性。冻融循环后泡沫沥青冷再生混合料的空隙级配退化、大空隙比例增加、平均空隙直径和最可几空隙直径增大，是导致泡沫沥青冷再生混合料力学性能劣化和疲劳性能下降的主要原因。