当车辆行驶在有表面径流的沥青路面上时,轮胎会驱使水对路面结构不断“挤压”和“抽吸”,加剧了沥青路面结构动态响应的不利受力状态,所形成的动态孔隙水压力(以下简称“动水压力”)环境会不断侵蚀沥青材料,最终发展为水损害,影响沥青路面整体的服役性能与寿命。动水压力环境造成沥青路面破坏的严重性已逐渐为人们所意识到,但现有相关研究仍存在许多不完善和不足之处,特别是针对多因素耦合作用下的影响规律仍缺乏系统性地深入探索。为进一步揭示动水压力对沥青路面破坏的影响,本文采用数值模拟、足尺加速加载试验和多尺度室内试验等手段,探索了路面干燥与饱水状态下结构动态响应的差异,研究了动水压力量级和作用时间、水温等因素对沥青混合料力学性能的影响,并从多个尺度分析了动水压力环境造成沥青材料失效的机理。通过围绕动水压力对沥青路面破坏的影响所开展的系统研究,得出的主要研究结论如下:(1)采用ABAQUS模拟了干燥与饱水状态下沥青路面结构的动态响应规律。水的存在会使得沥青路面结构动态响应变得更复杂。车辆荷载增大会显著提升应力、应变与孔隙水压力等指标的幅值。正、负孔隙水压力的量级会随着车速增长而明显增大;两种状态的应力幅值均会随着车速增长而逐渐降低,但干燥状态应力幅值下降趋势会对车速更敏感;竖向应变幅值在不同结构层呈现不同增减趋势;饱水状态反而使得横向应变在中下面层缓慢增大。(2)足尺加速加载试验系统可实现对车辆轮胎加载横向位置的精准控制。饱水状态下沥青路面结构动态响应会相较于干燥状态具有更大的信号指标幅值,应力应变信号会随着车辆荷载缓慢增加,但会随车辆速度相对更快地降低。动水压力对车辆速度相较于车辆荷载会具有更大的敏感性。车辆前、后轴车轮所产生动水压力会存在较大量级差异,主要是由于前轮将路表水挤压至轮迹两侧所造成。(3)数值模拟与现场实测的路面结构动态响应指标幅值,以及动水压力的场域分布特征显示出一致性的规律,从而验证了本文所建立有限元模型模拟现场路面在不同状态下动态响应情况的有效性。进一步地,基于足尺加速加载试验,提出了沥青路面结构动水压力预测模型,将轮胎接地荷载参数纳入模型中,提高了动水压力预测的精确性。(4)动水压力环境会造成沥青混合料力学性能衰退,其侵蚀能力介于静态浸水和冻融等水环境之间,有时甚至会比冻融环境更为严苛。动水压力环境因素对沥青混合料高温力学性能影响程度排序为:水的温度>动水压力量级>环境作用时间。提出一套沥青混合料动水压力环境敏感性试验评价方法:采用水敏感性测试仪,按照60℃-0.345 MPa-4000 Cycles代表性参数组合来模拟动水压力环境,再采用单轴贯入强度试验结合开裂功密度临界值指标,评价沥青混合料残留力学性能。(5)采用弯曲梁流变方法测试沥青混合料(Hot Mix Asphalt,记为HMA)低温力学性能,发现其蠕变柔量主曲线会随着动水压力环境的恶劣程度加剧而逐渐上移,松弛模量主曲线则会逐渐下移。HMA中的细集料沥青混合料组分(Fine Aggregate Mixture,记为FAM)抵抗水损害的能力强弱,对于HMA整体抵抗动水压力环境损伤能力具有显著影响。FAM的黏性性质会随着动水环境恶劣程度加剧而逐渐增大,但会有一个上限值。侵蚀程度较小的动水压力环境会使得HMA黏性增大,但其会随着环境恶劣程度增大而倾向于表现出更多弹性性质,这主要归功于其内部粗集料骨架的存在。(6)动水压力环境会造成沥青材料所依据表面能参数所计算出的水稳定性指标下降,且沥青与不同酸、碱性集料之间的组合会表现出不同的水敏感性。对于经过动水压力模拟环境作用后的沥青材料,通过分析其傅里叶红外光谱中所代表不同官能团和化学键的不同波数范围吸收峰强度变化情况,验证了动水压力环境会相较于静态浸水和冻融环境而对沥青试样造成更大的侵蚀效果,且影响程度会随着动水压力模拟环境作用持续时间增加而变大。基于以上研究,本文采用多种技术手段,从多个尺度系统地分析车辆加载因素和动水压力环境因素分别对沥青路面结构动态响应和材料力学性能所造成的影响,探索了沥青混合料及其组分在不同尺度下受动水压力侵蚀的失效机理,进而为针对动水压力环境造成沥青路面破坏科学问题的研究奠定了一定的理论与试验基础。