沥青混凝土体积组成设计的概念已被越来越多的人所接受，并逐渐成为设计沥青混合料的主流技术。按体积设计沥青混合料时，一个重要的体积特性指标是矿料间隙率(VMA)。沥青混合料矿料间隙率是沥青混合料设计最重要的体积指标，它直接影响沥青混合料路用性能。而影响VMA构成的莫过于是集料形状和级配了。因此展开集料形状和级配对沥青混合料矿料VMA的影响规律研究，对于完善沥青混凝土的组成设计和质量控制是非常有意义的。　　 本文通过大量调查，发现由于实际矿料的颗粒形状各不相同，即使采用相同级配，其VMA也会有明显不同。为研究矿料VMA构成的规律，本文采用了PFC3D软件，首先对单粒径球体堆积时的球体排列进行了研究，确定了单一粒径球体的空间排列方式，分析得出颗粒堆积中不发生干涉现象的两种必要条件。进而模拟分析了多粒径球体堆积时VMA的构成规律，验证了现行规范中关于路面厚度与公称最大粒径关系的合理性。　　 为进一步研究颗粒形状对混合料堆积状态的影响，本文首次提出了等效球概念，建立了等效球直径及VMA的计算公式；利用等效球概念和PFC3D的模拟功能，本文编写了计算程序，实现了对不同组成级配VMA的模拟计算。本文通过均匀设计试验，进一步检验了VMA计算结果的准确性，检测结果表明，本文所建立的基于等效球理论的PFC3D模拟程序具有良好的计算精度，可用于对实际混合料VMA的预估。　　 本文的研究从多方面揭示了沥青混凝土的组成特点和构成机理，提供了沥青混凝土级配设计中VMA的预估方法，探索了沥青混凝土VMA影响特性，为今后对沥青混凝土的深入研究奠定了一定的理论基础。