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有机蜡添加剂类温拌沥青混合料(Warm Mix Asphalt,WMA)得益于其节能、环保的优点而被广泛应用。针对其水稳定性能较差的缺点,基于实验室模拟集料拌合过程中存在残留水分的情况,借助工业CT技术和有限元分析方法,对有机蜡和水耦合作用下有机蜡添加剂类WMA的水稳定性能开展细观方面的研究,阐明有机蜡添加剂类WMA的水损害细观行为,提出有机蜡添加剂类WMA集料的临界含水率,为有效防治有机蜡温拌沥青路面的水损害提供理论依据。本文中有机蜡添加剂选用RH温拌剂,集料选用石灰岩。首先,利用修正的Lottman试验(AASHTO T283)对RH-WMA进行冻融劈裂试验,并利用工业CT技术观测其冻融劈裂试验前、后的细观结构及空隙率变化,建立RH-WMA空隙率变化和集料含水率之间的关系。通过对RH-WMA的可视化建模和计算发现:RH-WMA中5-10mm3体积区间内空隙对水敏感性最强,当集料的含水率为3%时,空隙体积变化最明显,且随着集料含水率的增大,RH-WMA的空隙率越来越大。其次,对冻融劈裂试验前、后RH-WMA的空隙率变化与劈裂强度和TSR进行相关性分析,建立RH-WMA的集料含水率、空隙率与其水稳定性能之间的关系。结果表明RH-WMA的集料含水率和空隙率与劈裂强度和TSR相关性较好,且随着集料含水率的增大,RH-WMA的空隙率越来越大,劈裂强度和TSR值却线性递减,且递减速率越来越快,说明RH-WMA经冻融循环后,残留水分的存在导致空隙率越来越大,水稳定性能越来越差。最后,基于数字图像处理和有限元分析方法,建立RH-WMA试件的三维数值模型,对三维数值模型进行虚拟劈裂试验模拟,通过对RH-WMA内部应力及裂缝发展情况与集料含水率的相关性分析,发现空隙的存在对沥青混合料的应力分布状态和裂缝发展位置有很大的影响,应力分布不均匀,裂缝大多沿空隙处发展,且集料含水率越大,空隙处产生的裂缝越多,发展越快,导致RH-WMA水稳定性能越差。通过对RH-WMA空隙率、劈裂强度、TSR、应力分布及裂缝发展情况与集料含水率的相关性分析,建议有机蜡添加剂类WMA集料的临界含水率不超过2%。