我国的寒区和其它一些地区在秋冬季节由于温度较低、昼夜温差较大，道路经常处于结冰与融化的反复中，造成沥青路面不同程度的冻融破坏。目前专门针对沥青混合料冻融破坏的研究并不多，SMA是一种性能优良的沥青混合料，近年来得到了广泛的应用。因此，很有必要研究冻融循环对SMA性能的影响。选择原材料并进行性能测试，设计SMA混合料的配合比、冻融循环的试验条件、试验方法。按照初始空隙率进行分组，测定混合料冻融循环后的质量损失率、空隙率、马歇尔稳定度、流值、马歇尔模数、冻融劈裂抗拉强度、冻融劈裂抗拉强度比（TSR），并提出冻融残留稳定度、冻融残留马歇尔模数两个新指标。以冻融残留稳定度和TSR达到80%的冻融循环次数来评价SMA混合料冻融循环后的水稳定性。试验结果表明，初始空隙率对SMA冻融循环后的体积性能和水稳定性的影响较大，消石灰和水泥可以显著增强SMA冻融循环后的体积性能和水稳定性，且消石灰的效果要好于水泥。确定SMA车辙板的碾压次数，成型车辙板，设计冻融循环的试验条件、试验方法。测定冻融循环后SMA车辙板的动稳定度、相对变形率和总变形量，并提出冻融残留动稳定度这一新的评价指标，以该指标达到80%的冻融循环次数来评价SMA混合料冻融循环后的高温稳定性。测定SMA车辙板冻融循环后的渗水系数，进一步探究冻融循环对SMA混合料空隙率的影响。试验结果表明：冻融循环使SMA的高温稳定性降低，渗水系数增大；掺加水泥、消石灰可以显著地改善SMA混合料冻融循环后的高温稳定性，且消石灰的效果要好于水泥；SMA车辙板的初始空隙率越大，冻融循环后的渗水系数也越大，但掺加消石灰的SMA车辙板虽然初始空隙率最大，冻融循环后的抗渗水性能却依然较好。测定冻融循环后SMA马歇尔试件的超声波速，分析试件中的水对超声波速的影响，提出了超声波速修正时间公式。建立修正后的超声波速与马歇尔稳定度、冻融劈裂抗拉强度的相关关系，提出了建议的拟合经验公式。试验结果表明：经过修正后的超声波速与冻融循环后SMA混合料的马歇尔稳定度、劈裂抗拉强度有良好的相关性。