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由于沥青混合料水稳定性不足而引起的水损害是沥青路面的一种主要的早期破坏形式。在沥青混合料中掺入水泥能提高沥青与集料的黏附性，改善沥青混合料的水稳定性。橡胶沥青混合料依靠其优异的性能、环保的特点在国内外得到广泛的应用。而水泥橡胶综合改性沥青混合料作为一种新型的路面材料，具有良好的路用性能。本文通过室内试验研究和有限元数值模拟，对水泥橡胶综合改性沥青混合料水稳定性进行研究。第一部分，通过对橡胶粉和SBS复合改性沥青制备工艺和沥青路用性能试验研究，得出橡胶粉/SBS复合改性沥青最佳制备工艺和材料参数：先内掺16%的20目橡胶粉，剪切30min，剪切速度控制在4000-5000r/min，再内掺2%的SBS，剪切30min，搅拌发育30min，整个过程温度控制在180～200℃。第二部分，使用水泥作为抗剥落剂替代矿粉掺入橡胶改性沥青混合料，通过浸水飞散试验、浸水车辙试验和沥青混合料水稳定性全程评价法评价不同水泥掺量的不同级配的水泥橡胶综合改性沥青混合料的水稳定性。试验结果表明，水泥能有效的改善橡胶改性沥青混合料的水稳定性，并在越为苛刻的水环境中，改善效果越显著，并推荐水泥橡胶综合改性沥青混合料RAC-13水泥替代矿粉量为30%～60%。第三部分，将水环境下的沥青路面结构视成理想的饱和流固两相多孔介质。基于多孔介质理论和层状弹性体力学理论，应用ADINA有限元软件对移动荷载作用下的饱和沥青路面进行数值模拟，对比分析水泥橡胶综合改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料两种材料的沥青路面结构在移动荷载作用下的结构体内部的动力响应。计算结果分析表明，水泥橡胶综合改性沥青混合料的沥青路面结构内部具有更低的孔隙水压力，较低的竖向位移，具有较好的抗变形能力，而竖向应力相差甚小。