随着我国交通事业的发展,废旧沥青混合料再生技术已经普遍应用到我国公路建设过程中,热再生沥青混合料以其适用性广、计量精确、施工质量能够得到保证等一系列优点被大量应用。工程经验表明,热再生沥青混合料高温性能要优于普通沥青混合料,但其水稳性能却有所降低。因此,本文基于集料-沥青粘附理论,对热再生沥青混合料的强度、水稳性能进行系统研究。本文在确保原材料性能的前提下,采用马歇尔设计方法对再生沥青混合料配合比进行设计。在此基础上,通过冻融劈裂试验研究旧料掺量、集料类型、再生剂、空隙率等因素对再生沥青混合料劈裂强度及水稳性能的影响。结果表明:随着旧料掺量的增加,再生沥青混合料劈裂强度随之增大,而TSR随之减小;旧料掺量相同的条件下,石灰岩再生混合料的劈裂强度与TSR均高于花岗岩;随着再生剂的加入,混合料劈裂强度略有减小,而TSR有小幅增加;随着空隙率的增加,混合料的劈裂强度及TSR均有所减小。采用躺滴法测定不同老化沥青的表面自由能及分量,并测定添加再生剂后老化沥青的表面自由能及各个分量;采用灯芯柱法测定石灰岩与花岗岩的表面自由能及分量。基于表面能理论,计算沥青的粘聚功及集料-沥青的粘附功。结果表明:随着沥青老化程度的提高,沥青的粘聚功及集料-沥青间的粘附功变大,相同沥青与石灰岩的粘附功大于花岗岩;再生剂加入后集料-沥青的粘附功有所降低。采用拉伸试验研究了温度、沥青老化程度、集料类型、再生剂、水分等因素对集料-沥青界面粘结性能的影响;此外,通过BET吸附试验与扫描电镜试验分析了集料表面形态特征。结果表明:拉伸试件在低温(0℃)下发生粘附性破坏,常温(20℃)下发生粘聚性破坏;沥青老化程度越高,界面粘结强度越大;相同的沥青与石灰岩的界面粘结强度要大于花岗岩;向老化沥青中加入再生剂后界面粘结强度降低;在水的作用下,集料-沥青界面粘结强度明显下降;集料比表面积观测结果表明石灰岩的比表面积大于花岗岩,扫描电镜观测结果表明石灰岩表面比花岗岩表面粗糙。通过集料-沥青粘附特性与再生沥青混合料水稳定性关联分析可以得出:沥青表面自由能、粘附功的变化规律与混合料劈裂强度的变化规律相同,说明沥青表面自由能高,集料与沥青的粘附功就大,对应混合料的劈裂强度就大;分析无水、有水状态下集料-沥青粘附功之差与无水状态下粘附功的比值?,?与TSR走势一致,说明?越大,混合料水稳定性越好;分析集料-沥青界面粘结强度与对应混合料劈裂强度之间的关系,两者呈正相关,说明界面粘结强度的大小变化可以解释劈裂强度的变化规律;对比拉伸试件冻融强度比与混合料TSR之间的关系,两者走势一致,说明从集料-沥青粘结界面水稳定分析沥青混合料水稳定性是合理的。