本文依托河北省高等学校科学技术研究项目,针对高掺量废胶粉改性沥青指标及混合料性能进行了试验研究。通过红外光谱、热重分析以及电镜扫描手段对废胶粉改性沥青的改性机理进行了研究;采用试验手段探究了废胶粉掺量对胶粉改性沥青高温性能、低温性能以及粘弹性性能指标的影响;选取三种不同的废胶粉改性沥青混合料对其配合比、最佳油石比以及路用性能进行了研究分析;借助于ANSYS有限元模拟对一种典型路面结构受力特点进行了分析;依托工程实际,对混合料生产、运输等过程提出合理建议。主要研究结论如下:1、利用热重分析对高温条件下胶粉和不同废胶粉掺量的改性沥青失重规律进行了探究,结合红外光谱手段对热处理不同时间的废胶粉改性沥青的化学成分进行了分析,得出沥青发生改性的主要原因是废胶粉与沥青发生了氧化分解反应。2、通过改性沥青指标试验,对不同废胶粉掺量的改性沥青指标性能进行分析,试验证明废胶粉的添加显著改善了改性沥青的高低温性能、粘弹性性能,借助于SEM电镜扫描技术对废胶粉在改性沥青中的分布进行了探究分析,提出了有效胶粉含量与废胶粉掺量的关系。3、通过室内试验分别得到了SMA13、20%-ARHM20和30%-ARHM20混合料的最佳级配及油石比,并对其高低温性能、耐久性能进行了试验检测。结果表明:本文所选三种改性沥青混合料高温性能比较结果为:密级配混合料动稳定度次数为8045.3次/mm,分别比30%-ARHM20、20%-ARHM20高出22%、9%;低温性能比较为:30%废胶粉掺量的改性沥青混合料抗弯拉强度为13.26Mpa,比SMA13、20%-ARHM20分别高13.8%、4.2%。抗冻融劈裂结果为:断级配30%-ARHM20混合料抗水损害性能最为优异,冻融劈裂抗拉强度比为95%,断级配20%-ARHM20混合料与之较为相近,且两者冻融劈裂强度比SMA13密级配的沥青混合料分别高出11.9%、10.8%。4、借助于ANSYS软件,对不同路面结构下的行车荷载进行模拟,结果表明:利用ANSYS有限元模拟能够较为准确的模拟路面受力状况,路面结构层应力分布随路面深度的增加平缓减小,不同结构层模量越小,应力下降越快;并且在不同材料的接触面会发生应力突然增大现象,为减少路面损坏,应当严格控制施工。5、依托太行山高速邯郸段试验路段采用ARHM20级配废胶粉改性沥青混合料进行中面层铺筑的工程,对ARHM20混合料的生产、运输、摊铺、碾压、现场验证各个阶段进行总结分析,提出各个阶段都应当严格按照施工标准进行控制,并采取其他必要措施尽量减少对改性沥青混合料性能的影响。