随着我国经济的飞速发展,交通量骤增,传统的沥青混合料设计方法优化设计思想不足,是路面早期破坏频繁发生的原因之一。骨架密实型沥青混合料既有较强的粘聚力,又有较高的摩擦角,路用性能好,是国内外专家学者研究的重点课题。目前,虽然已有较多有关骨架密实级配设计方法研究,但仍存在一些问题,工程应用较少。鉴于此,对骨架密实级配设计的理论与方法进行研究仍有很大的必要性。本文在以往研究基础上,提出利用沥青混合料试件参数反算骨架密实参数的模型公式,建立了一套通过计算来确定骨架密实级配的设计理论和方法。级配设计过程主要包括:(1)粗、细料级配设计;(2)初始设计两条级配曲线(包括一条骨架空隙级配和一条悬浮密实级配),并根据马歇尔试件参数反算骨架密实参数;(3)根据模型计算最佳细料用量;(4)确定最终的细料用量,从而确定最终的骨架密实级配;(5)二次优化,如矿料间隙率VMA不满足要求,需对级配进行调整。此外,如初始设计多条级配曲线,如5条细料用量不同的级配,则可绘制曲线,直接找到VMA最小值所需的细料用量,此级配即为骨架密实级配。基于理论模型公式,对干涉系数进行了新的定义;粗集料的振实试验表明,粗料级配不仅直接影响粗料堆积间隙率,而且影响干涉系数;利用灰色关联分析理论研究了不同粗料级配的差异,结果表明粗料堆积间隙率与基于级配曲线计算的关联度相关性较好,因此可将关联度作为判定干涉系数的一个指标;通过研究细料对粗料的干涉试验,并利用MATLAB分析软件建立了干涉系数模型,该模型直观地反映了干涉系数的影响因素以及影响机制,在试验的级配类型范围内,基于干涉系数模型确定粗细分界粒径宜选为2.36mm。通过对AC-13、AC-20和AC-25三种沥青混合料的马歇尔试验,证实了骨架密实级配的存在,此时矿料间隙率最小,同时分析了不同沥青混合料的矿料间隙率的变化规律;通过压实沥青混合料试件的参数,反算得到计算骨架密实级配时所需要的两个骨架密实参数,通过研究参数的变化规律得出,在骨架密实状态时,两个参数均没有明显转折或趋于平稳;提出模型计算法和图解法得到骨架密实级配,并给出相应的设计方法以及建议,同时给出每种沥青混合料类型的骨架密实范围。通过分析不同级配类型的抗剪强度和动稳定度得知,骨架密实级配具有优良的性能,抗剪强度和动稳定度均优于骨架空隙级配和悬浮密实级配;当矿料间隙率相同且接近骨架密实时,骨架空隙级配性能优于悬浮密实级配。