沥青路面因其良好的行车舒适性和优异的使用性能,在我国道路建设中得到广泛应用,但随着我国经济的快速发展,对于道路建设的要求也越来越高。近年来,针对沥青路面最常见的车辙病害,我国道路工作者引进高模量沥青混合料的概念,以提升沥青路面抗车辙性能和抗疲劳性能,并展开了大量相关研究,取得了一系列研究成果。然而,我国部分高温地区雨季较长且雨量较大,雨水和高温的共同作用会对高模量沥青混合料产生不可忽略的影响。但是,现有研究却较少针对水分作用下的高模量沥青混合料路用性能展开研究,从而制约了高模量混合料技术的进一步应用和推广。鉴于此,本文在充分调研现有研究的基础上,开展水-高温耦合作用下高模量沥青混合料路用性能的研究,并分析了温度、水分、高模量剂、级配等因素的影响,揭示了水-高温耦合作用下高模量沥青混合料性能劣化规律,主要结论如下:(1)对沥青混合料所用原材料进行了各项检测,并以满足要求的原材料进行了高模量沥青混合料和基质沥青混合料配合比设计,确定了每种外掺剂沥青混合料和基质沥青混合料的最佳油石比。(2)对AC-13级配和AC-16级配的三种高模量沥青混合料和基质沥青混合料在40℃和60℃条件下进行含水率与浸水时间关系试验。结果表明,外掺剂的加入不会影响含水率与浸水时间的关系。温度越高,沥青混合料达到100%含水率状态所需的时间越久,同时吸水量也更多;AC-13级配对于AC-16级配而言,吸水量更多,达到100%含水率状态所需的时间也更久。最后将AC-13、AC-16级配沥青混合料在40℃和60℃下50%、80%和100%含水率所对应的时间,作为后续车辙试验和疲劳性能试验的时间依据。(3)在分别对RA、PR.M、BRA和基质沥青混合料在40℃和60℃下进行了两种级配、三种掺量、两种保养情况和三种保养时间的车辙试验后发现:温度的增加会降低沥青混合料的动稳定度,温度的增加明显加快了高模量沥青混合料动稳定度的降低速度,保温时间对沥青混合料动稳定度也有较大影响;不论何种条件下,RA沥青混合料的动稳定度均高于PR.M和BRA且动稳定度下降的速度最慢,且由车辙深度数据可知,RA车辙深度明显小于PR.M和BRA;不论在AC-13级配还是AC-16级配中,所有沥青混合料在浸水后动稳定度下降速度都要大于不浸水条件下的动稳定度下降速度,随着浸水时间的增加,AC-16级配沥青混合料动稳定度下降速率也随即增加,保温时间对沥青混合料动稳定度也有较大影响;随着时间的增加水对沥青混合料的影响逐渐降低;水-高温耦合条件下沥青混合料高温性能的损害要大于温度对沥青混合料高温性能的损害。(4)以和车辙试验相同条件进行三点弯曲疲劳寿命试验,试验发现:三种高模量沥青混合料在温度升高后,疲劳寿命下降速度小于沥青混合料在水-高温耦合条件下的下降速度,说明温度对于疲劳寿命的影响比水-高温耦合条件水对于疲劳寿命的影响小;三种高模量沥青混合料在应力比增加后,疲劳寿命下降速度小于受温度影响的下降速度。对其数据进行分析后,拟合了相应条件下的应力疲劳方程和曲线。(5)针对RA高模量沥青混合料,通过低温小梁弯曲试验、残留稳定度试验、冻融劈裂试验,发现其在具有优异高温温度性和疲劳性能时,低温抗裂性和水稳定性也能够满足技术要求。(6)采用Apbi软件,对无机结合料稳定类、沥青结合料类和粒料类路面结构进行了设计,确定了三种结构路面的最佳表面层、中面层、下面层厚度和模量,以及三种结构中最佳的高模量沥青砼层位。