沥青混合料作为沥青路面结构的重要组成材料,其设计质量直接影响路面各项路用性能,而级配设计作为沥青混合料设计过程中的重要环节,一直以来便是国内外学者研究重点,为适应现代化交通需求,沥青混合料级配设计研究还将是未来重要研究课题。本文针对当前路面常见的车辙病害,尝试建立基于贯入试验的沥青混合料级配设计方法,对指导沥青路面设计、改善车辆出行环境以及提高道路使用年限具有积极意义。采用控制单一变量方法研究粗集料贯入试验参数对其试验结果影响,最终确定粗集料贯入试验标准为:成型方式选用干捣实成型、容量筒规格选用15L、贯入压头形状尺寸为100mm圆柱型压头、贯入速度为5mm/min;提出了拟合贯入曲线斜率指标用于评价粗集料贯入试验过程,并将其与贯入荷载指标进行对比,发现采用固定贯入深度处的贯入荷载指标难以反映整条贯入曲线特征,同时难以兼顾试验结果的区分性与稳定性,而拟合贯入曲线斜率指标不仅具有较高的区分性,其用于评价粗集料平行贯入试验结果稳定性也更佳。通过压碎筛分试验、击实筛分试验以及粗集料贯入试验研究混合料中粗细集料划分标准,确定13.2mm及以下和16mm及以上公称最大粒径混合料粗细集料分界筛孔分别为2.36mm、4.75mm;基于粗集料贯入试验提出适用于实际工程的粗集料级配设计方法,工程中两档粗集料可通过变化粗集料比例并进行贯入试验确定粗集料级配,三档以上粗集料可通过正交试验设计方法变化各档粗集料比例,然后根据贯入试验结果优选粗集料级配;分析细集料掺比对贯入试验结果影响,尝试确定基于贯入试验的细集料级配设计方法,发现对数函数可以较好的拟合细集料贯入曲线,并提出采用回归参数用于评价细集料贯入试验结果;选用贝雷法进行粗细级配合成,并具体推演其设计步骤;对比不同级配评价参数与级配特征相关性,发现级配形状评价法和关键筛孔法均能取得良好拟合效果;简要阐述并对比当前我国常见级配设计方法,拟定沥青路面中面层中具有代表性的19mm公称最大粒径混合料级配,通过借鉴Superpave混合料设计方法确定最佳油石比,并对混合料使用性能进行评价与对比,同时尝试建立基于级配评价参数的沥青混合料高温性能预测模型,结果表明:基于贯入试验方法所确定的19mm公称最大粒径混合料使用性能更佳,粗集料拟合贯入曲线斜率指标与混合料动稳定度和单轴贯入荷载指标具备一定相关性,采用粗集料贯入试验用以指导粗集料级配设计具有良好的可行性与应用效果;混合料单轴贯入荷载与动稳定度指标具有良好相关关系,混合料单轴贯入试验可较为有效评价混合料高温性能;采用幂函数回归法可以一定程度预测混合料高温性能。