高等级公路路面、机场道面等交通基础设施广泛采用沥青混合料作为铺装材料。沥青混合料属于多级多相颗粒性材料，具有非均质、非连续及随机性等特点，其在施工及服役过程中的离析行为、压实特性和力学性能直接影响着路面/道面的路用性能和耐久性。项目从全新的视角，深入认识与分析沥青混合料在拌和、压实和服役阶段的共同行为特征—矿料颗粒界面效应和动态迁移特性，开展沥青混合料离析压实特性及力学行为量化表征与性能提升技术研究。依托国家自然科学基金、交通部基础研究计划、陕西省自然科学基金等项目，攻克了矿料-沥青颗粒体系多重效应及动态迁移量化表征技术难题，提出了离析预判与控制参数，给出了路面压实效果评价参数，提出了反映路面实际受力状态的扭转滑移力学参数；同时，利用自主开发的试验设备，得到离析行为、压实特性和力学行为的各环节表征参数，创建了新的沥青混合料组成设计方法，并在实体工程得到成功应用，系列创新性成果如下：

（1）揭示了矿料几何形态和粒径的联动作用机制，提出了铺展-重组法，用于构建能够表征多级矿料形状特性、棱角特性及纹理特性的复合几何参数计算模型，为矿料级配的按需设计奠定了基础。

（2）自主研发了矿料接触摩擦特性试验仪，解析了松散流动态颗粒体系迁移过程中矿料-沥青界面多重耦合效应作用机制，划分了沥青膜的粘结/润滑转变温度区间，并用于确定沥青混合料最佳拌和及压实温度。

（3）基于矿料界面效应和颗粒迁移特性揭示了沥青混合料离析形成机理，采用复合几何特征参数构建了集料离析倾向预判方法，提出了离析倾向指数，实现了对离析行为由“后评价”向“前预判”的转变，做到了对沥青混合料离析的事前控制，并从材料组成设计、拌和及摊铺施工环节给出了沥青混合料离析控制方案。

（4）设计并开展了压实过渡态矿料颗粒迁移追踪试验，提出表征颗粒迁移的平动指标和滚动指标，结合PFC数值模拟技术再现了压实过程中颗粒迁移全程轨迹，建立了压实指数与颗粒特征参数之间的关系，探究了沥青混合料的压实动力学特性及压实机理，并提出了科学的压实工艺及控制参数。

（5）开发了荷载作用下颗粒迁移试验装置，揭示了沥青混合料强度形成与衰变机制，建立了沥青混合料强度构成模型，并提出了反映路面实际受力状态的扭转滑移力学参数，用于确定沥青混合料最佳沥青用量。实现了沥青混合料由经验设计向基于性能设计的转变。

（6）为从多环节对离析行为、压实效果以及力学性能进行设计与控制，提出了包含矿料级配优化设计、最佳沥青用量确定以及力学性能分析预测的沥青混合料设计体系；并从施工均匀性和高温稳定性两个方面，提出了施工质量评价方法及标准，全面提升沥青混合料的服役性能。

项目研究成果丰硕，已在河北、、四川、陕西、宁夏、甘肃、新疆的11项实体工程进行了成功应用，创新性成果可以为沥青混合料全过程控制及性能提升提供理论基础与技术支撑，对提升沥青路面/道面性能和耐久性具有重要意义。