随着交通技术的不断发展,人们对道路安全性以及舒适性的要求越来越高,具有良好行驶安全性和舒适性的排水沥青路面被越来越多地应用到新建或养护工程中。双层排水路面与单层排水路面相比,双层排水路面具有更好的防止阻塞、抗滑降水雾、降低噪音的功能。我国对排水路面的研究与应用起步较晚,对双层排水路面的研究更少,本文基于江西广吉高速公路试验路科研项目,针对双层排水路面级配与材料的优化展开进一步研究。本文首先针对适用于双层排水路面的沥青胶结料展开研究,通过沥青性能试验等,对比了不同改性剂种类、不同改性剂掺量,与基质沥青以及橡胶沥青的复配效果。研究结果表明,不同的高黏添加剂的增黏效果不同,橡胶沥青+8%高黏改性剂的沥青复配方案具有较好的高、低温性能以及温度稳定性。然后,本文对级配设计展开研究,设计正交试验,探究PAC-10以及PAC-16混合料级配与空隙率之间的关系,建立关键筛孔通过率与混合料空隙率的线性回归拟合模型。试验表明,该拟合模型具有较好的准确性,2.36mm筛孔通过率与空隙率的相关性最好,影响最大。根据上下面层的目标空隙率,通过拟合关系式反算出上下面层级配,并与交通部以及住建部两本规范中给出的级配中值进行对比,发现PAC-10的级配差距很大,PAC-16的级配比较接近。其次,本文对混合料路用性能进行试验,从排水性能、高温性能、低温性能以及水稳定性入手,对比不同级配、不同改性剂掺量以及不同沥青种类混合料的路用性能。试验结果表明,本文所得的级配具有很好的路用性能,交通部规范中PAC-10的细集料偏少,住建部规范中PAC-10的细集料偏多且4.75mm通过率过大,从而影响了混合料的路用性能。高黏改性剂掺量增加能明显改善混合料的路用性能,橡胶高黏改性沥青与基质高黏改性沥青相比,具有更好的低温性能以及水稳定性。接着,本文对石灰岩的性能与破碎展开研究。通过试验发现,虽然石灰岩集料的性能远差于玄武岩,但石灰岩混合料的路用性能只是略低于玄武岩混合料,都能满足规范要求。石灰岩在压实成型过程容易产生破碎,粗集料各档粒径的颗粒都参与到破碎中,且破碎比例接近。通过试验研究表明,与玄武岩施工技术相比,若要保证石灰岩混合料渗水性能,则控制压实次数以及温度等条件要低于玄武岩,若要保证石灰岩混合料力学性能,则采用与玄武岩相同的施工方法。最后,基于江西广吉高速试验段项目,用有限元软件分析了不同厚度双层排水路面的力学响应、疲劳寿命与永久变形。结合排水性能以及力学性能,给出透水粘层沥青的建议用量,并对排水路面的工程施工提出控制要求。