交通的迅猛发展对路面的使用质量提出了更高的要求。目前高等级公路常见的病害有高温变形、低温开裂、抗滑不足及水损害等，传统的沥青混合料在路用性能方面往往仅能在某一个方面或几个方面比较突出，但难有综合的全面的使用性能。沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)具有较优越的材料性能，能够满足当前路面使用性能的要求，引起了国内外道路工程领域的广泛重视，并在世界上许多地区得到推广应用。 本文针对沥青混合料的路用性能特点，对SMA的材料组成、结构类型、强度形成机理及性能特点进行了探讨。运用马歇尔试验体积法设计方法，主要分析了粗集料、改性沥青及不同集料用量对SMA路用性能的影响，揭示了粗集料骨架间隙率(VCA)的变化规律，探讨了沥青玛蹄脂胶泥的强度形成机理。在试验研究的基础上，探讨了现行SMA混合料设计方法的骨架标准所存在的不足，并提出改进建议。为了获取较准确的沥青混合料体积参数，对集料的有效密度测量方法进行了探讨。在此基础上，结合洛三灵高速公路工程，对SMA的施工工艺、设计流程进行了讨论，并对SMA的级配组成进行了分析。通过铺筑试验路段，对上述的结论和研究结果进行了应用和验证，取得了较好的效果。本文的研究结果对于推动SMA在我国的发展和应用有着重要的参考意义。