排水沥青路面通常将空隙率大的沥青混合料(一般为18%~25%)用于路面结构的上面层(或上面层与中面层同用)作为排水层,具有良好的排水降噪功能。然而随着排水沥青路面的广泛应用,其耐久性问题逐渐突出,主要表现为空隙结构的衰变。排水沥青路面在使用过程中承受车辆荷载的作用,沥青混合料会呈现压密的趋势,导致沥青路面整体的空隙率逐渐变小。除此之外,路表灰尘、汽车在行驶过程中的丢弃物和路边周边环境产生的垃圾都有可能进入路面空隙结构造成阻塞,造成在使用若干年后排水沥青路面空隙结构发生衰变从而丧失部分排水降噪功能。为了改善目前排水沥青路面的应用问题,国内引进了双层排水沥青路面。双层排水沥青路面,被称为“第二代排水沥青路面”,由一层薄的空隙较细的排水沥青上面层和其下一层厚的空隙较粗糙的排水沥青下面层组成。由于双层排水沥青路面在我国尚处于试验阶段,急需结合我国国情和地区特征进行相关设计理论的研究。鉴于车辆荷载和扬尘阻塞造成的空隙衰变是单层排水路面使用过程中的主要病害,所以文章对双层排水路面的空隙衰变规律进行研究,为双层排水路面的应用和养护提供理论基础。首先,本文基于江西广吉高速公路试验段成型双层排水路面车辙板试件,通过CT扫描技术和PFC3D软件进行空隙结构重建,并根据空隙排水功能对空隙结构进行分类,将空隙结构分为联通空隙、半连通空隙和封闭空隙,通过采用空隙率、空隙个数和空隙体表面积等指标对空隙结构进行分析。其次,本文先后建立集料的三维数据库、模拟沥青砂浆搅拌过程,模拟室内静压法成型双层排水沥青路面虚拟试件,通过车辙试验对比和分层空隙率提取,表明新的成型方法可以较好的用于模拟沥青混合料的性能试验。对虚拟试件先后进行单轴蠕变试验和车辙试验,发现连通空隙逐渐减少,半连通空隙和封闭空隙逐渐增加,空隙的形状并未发生较大的变化,双层排水沥青路面轮迹带和非轮迹带处连通空隙率与应变具有良好的对应关系,并结合江西地区路面温度与车辆分布,建立了双层排水沥青路面荷载作用下的空隙结构衰变预测模型。再次,本文通过采集路面堵塞物数据,进行了虚拟路面堵塞试验,分别得到了晴天和雨天的单日平均空隙率衰减系数。对双层排水沥青路面的抗堵塞能力影响因素进行分析,发现双层排水沥青路面抗堵塞的能力主要于上面层的空隙结构有关,与雨天道路的渗流速度关系不大,随着路面沉积物质量的增加,道路堵塞物质量增加的速率也逐渐增大,呈二次函数关系。最后,本文通过考虑车辆荷载作用对双层排水路面抗堵塞能力的影响进行车辆荷载作用与扬尘阻塞作用耦合下的空隙结构衰变规律研究,建立了双层排水沥青路面空隙结构衰变模型。随着车辙应变的增加,双层排水沥青路面的抗堵塞能力略有提高,同时考虑扬尘阻塞作用后,沥青路面连通空隙率衰减加快,使用1.5年后,距离道路中心线11m轮迹带处空隙率已衰减为15%,使用2年后,路面中心线处空隙率已衰减为15%,建议尽快对道路进行清洗,保证其良好的排水功能。