随着我国高速公路的迅猛发展，沥青路面得到了广泛应用，对其也提出了越来越高的要求。在高速公路取得量的飞跃的同时，质量上存在着很大的隐患，沥青路面普遍存在耐久性不足和早期破坏严重等问题。为了解决上述问题，本文将着重研究四方面内容：第一，通过对目前级配理论与方法的回顾总结，使各种级配计算方法通过分形理论达到了统一，对沥青混合料级配走向进行了研究，在此基础上，提出适用于不同环境下的基于分形特征的矿料级配选取方法。第二，通过对沥青混合料矿料级配理论、级配初选、级配评价、级配调整与设计等方面的系统研究，给出了级配优化设计方法和流程，并提出了矿料级配稳定性的SGC评价方法。第三，将设计级配与现有的级配类型进行了对比试验研究；结果表明，使用本文提出的级配设计方法设计出的级配具有优良的路用性能。第四，对沥青混合料级配的变异水平及影响因素进行分析，探讨了沥青混合料体积指标之间的内在关系，并将其应用于混合料设计与质量控制中，讨论了沥青混合料体积参数通用图的概念，并进行了应用研究。本文从矿料级配优化、沥青混合料设计方法及其施工变异水平等方面入手进行了系统研究，对于我国沥青路面的发展将起到推动作用。