排水沥青路面作为一种结构优良且功能性强的新型道路形式,满足了人们对于道路舒适性与功能性的要求。排水沥青混合料作为排水沥青路面的组成材料,其骨架-空隙结构产生的大空隙使路面具有较好的排水功能,而空隙过大会导致混合料内部结构的强度降低从而影响路面的耐久性。因此空隙特征是平衡排水沥青混合料排水功能与路用性能的关键因素,基于空隙特征进行排水沥青混合料的级配设计,从而使排水沥青混合料既满足路用性能要求,同时能发挥良好的排水功能。本文通过建立表征不同级配的排水沥青混合料模型,获取空隙特征参数以分析不同级配与空隙特征的关系,研究空隙特征对排水沥青混合料排水功能与路用性能的影响规律以建立综合性能平衡关系,从而开展基于空隙特征的排水沥青混合料级配设计技术研究。首先对排水沥青混合料的空隙特征进行研究,采用离散元法构建排水沥青混合料虚拟试件模型,主要通过对粗集料形态特征的模拟以及矿料级配的表征来实现排水沥青混合料空隙细观结构的生成,对模型进行密集的虚拟切片处理以获取空隙细观特征参数。其次,根据主要筛孔通过率与空隙宏观属性参数和空隙细观特征参数的关系,分析不同矿料级配的空隙特征变化规律,进而研究表征不同矿料级配的空隙特征对排水沥青混合料排水功能和路用性能的影响规律。最后,对于排水沥青混合料的级配设计方面,基于空隙特征建立排水沥青混合料的综合性能平衡关系来设计级配范围,通过飞散试验和析漏试验确定最佳沥青用量。经室内性能试验验证,设计的排水沥青混合料具有良好的路用性能。