随着现代交通特点的变化,对沥青混合料性能也提出了更高的要求。级配是影响沥青混合料路用性能等的主要因素,因此,对混合料级配进行合理的设计及施工过程中沥青路面级配检测显得尤为重要。级配与沥青路面车辙病害有着密切关系,骨架密实型沥青混合料因具有良好的高温稳定性,在级配设计过程中逐渐被重视。目前对沥青混合料内部是否形成骨架结构、形成骨架的质量等缺乏合理的判定指标,现有骨架判定指标基本属于经验型,主要进行骨架结构的定性分析,判别依据显得过于简单,并且现用骨架型混合料设计方法并不能保证所设计的混合料主骨架结构良好。基于以上背景,在参考国内外相关文献的基础上,本文运用IPAS数字图像分析软件对不同级配在SGC及击实两种成型方法的室内成型试件级配进行快速识别,并对图像识别与传统级配检测方法检测结果进行对比分析。同时,以沥青混合料骨架细观接触特征为着眼点,对混合料内部结构进行研究分析,并对内部结构参数与混合料高温稳定性间的相关性进行分析,进而优选沥青混合料骨架形成状况及骨架质量评价参数,以此为基础,提出分级掺配法与细观评价指标相结合的骨架型沥青混合料设计方法。借助数字图像技术,对室内成型混合料试件内部集料的分布特征进行研究发现,混合料中粗集料主要分布于试件中下部及1/3R～R(试样半径)部分的圆环内,且沿试件竖向其内部集料分布均匀性呈现出两端差,中间较好的状态;通过对沥青混合料内部骨架组成及其细观特征进行研究,对现行规范中SMA型沥青混合料骨架成型情况判别参数VCAmix进行优化处理,并提出以平均配位数及“悬浮”粗集料含量两指标对形成骨架的质量进行定量评价;并基于本文研究推荐的细观指标提出能够使得粗集料嵌挤更加充分进而形成较为优良骨架结构,且可靠性高、试验量较小的分级掺配法与细观评价指标相结合的骨架型沥青混合料设计方法。运用该法设计的骨架型沥青混合料,室内试验验证结果表明具有良好的路用性能,该法合理可行。