冬季北方地区,沥青路面在雨雪过后结冰,造成车辆与路面之间的摩擦系数大幅度降低,导致交通安全隐患,同时严重影响公路系统运输效率。路面积冰难以去除归根结底是由于冰与路面材料的牢固冻结,而路面防冰的根本目的是破坏冰与路面材料的粘结界面,因此从路面材料的低温冻粘特性入手,研究其表面冻粘强度的变化规律,对沥青路面冻粘特性的研究具有重要的理论意义。本研究基于凝液层理论,分析影响沥青表面冻粘强度的因素,并提出冰与沥青表面的冻粘模型。选择合适的憎水改性剂和降冰点改性剂,制备了具有不同表面性质的沥青样品,采用冻粘-拉拔仪测试冻粘强度,采用表面张力仪测试沥青的润湿性,利用稀溶液依数性和电导率仪确定沥青表面冰点。通过测试和分析得出润湿性、表面冰点和温度对沥青材料冻粘强度的影响规律。采用沥青四组分试验方法、沥青介电常数试验和光电子能谱对不同沥青样品进行了测试,分析了沥青表面微观特性对其冻粘强度的影响。结果显示:沥青表面接触角、冰点和温度对其冻粘特性具有显著影响;在沥青乳化过程中加入硅橡胶能明显提高沥青的接触角,随着硅橡胶掺量的增加,接触角先增大后减小,在6%时达到最大值122°;通过试验得到沥青接触角和冻粘强度的关系公式,温度和沥青冻粘强度的关系公式,利用沥青凝液层理论对试验结果进行分析,表明接触角和环境温度对冻粘强度的影响基本符合凝液层的毛细管附加压力简化公式,提出了沥青接触角、环境温度和冻粘强度三者间的关系式;实验结果显示沥青表面冰点降ΔT(冰点的相反数)与冻粘强度呈对数关系,不符合凝液层公式,提出了沥青表面冰点、环境温度和冻粘强度三者间的关系式。沥青的接触角与沥青重组分含量及沥青的介电常数呈负相关,但未见明显线性关系,沥青中对接触角影响最大的共价键是C-O,硅橡胶改性乳化沥青中硅元素聚集在沥青表面使接触角提高。