沥青混合料非饱和渗流是普遍存在的，它是水损坏产生的最根本原因，但是目前基于宏观的研究方法，将渗流视为黑箱问题，无法确切揭示沥青混合料渗流的机理，从而无法为水损害破坏规律提供有力的支持；另一方面，近年来涌现出的计算机断层扫描技术、视频显微技术、核磁共振成像分析技术等为从细观尺度分析多孔介质的渗流运动规律提供了可靠的研究手段。为此，本文采用宏观-细观相结合的数字化技术，研究非饱和沥青混合料的渗流特征，探讨空隙细观结构对沥青混合料渗流特征的影响，分析动/静荷载作用下水分在沥青混合料中的分布规律及其空隙的选择性，揭示非冰冻条件下水分在非饱和沥青混合料中的迁移规律，具体研究内容及成果如下：基于X-ray断层扫描技术提出了沥青混合料细观水分分布测试方法，通过试验对该方法进行了验证。分析了该方法对于不同类型试件的适用性和精度，并探讨了工业CT扫描参数对测试结果的影响，提出了该测试方法的具体扫描参数。利用自行开发的多水头恒压渗透仪测试了沥青混合料整体、横向和竖向的渗流速度-水力梯度曲线，分析了不同级配沥青混合料整体、横向和竖向的渗流特征，验证了非达西渗流的存在性，探讨了沥青混合料渗流的方向性，明确了细观结构的差异对沥青混合料渗流存在显著影响，表明了开展细观结构对沥青混合料渗流影响研究的必要性。依据国内外现有的沥青混合料细观结构表征参数，采用空隙率等六项指标表征沥青混合料空隙细观结构特征，利用X-ray断层扫描技术分析了各参数的分布规律，阐明了沥青混合料试件细观结构代表区域。在此基础上修正了雷诺数计算公式，明确了不同级配沥青混合料试件的临界雷诺数，并探讨了空隙细观结构对沥青混合料渗流的影响，结果表明空隙率、空隙等效半径、迂曲度、有效空隙率是影响沥青混合料渗透性的敏感参数。采用常水头静水渗流试验和动水冲刷试验模拟路面实际作用条件，运用沥青混合料细观水分分布测试方法分析了静水作用和动水冲刷作用下沥青混合料内部水分分布特征，探讨了静水压力，动水冲刷作用频率、时间和压强对水分分布的影响，阐明了动静水作用下沥青混合料内部水分分布的差异，探究了沥青混合料在不同条件下渗流的空隙选择性。