排水沥青路面具有排水、降噪、抗滑等多种功能,大大提高了行车的安全性和舒适性。但是排水沥青路面服役过程中空隙容易被杂质堵塞导致道路的功能性丧失,此外,常规的排水路面尽管具有20%左右的空隙率但是连通空隙率只有14%左右,排水效率有限。为解决上述问题,本研究根据石墨烯本身的强度和疏水性强的特点,探究石墨烯改性沥青在排水沥青路面中的应用。首先,采用新型石墨烯材料对SBS沥青进行改性,制备了2%、4%、6%、8%四种不同掺量石墨烯改性沥青,进行沥青的常规指标试验和流变性能试验研究。结果表明石墨烯材料的加入大大提高了沥青胶结料的粘度、温度稳定性、抗老化性能和抗疲劳性能,其中对粘度和抗疲劳性能提升幅度最大。但是对粘温特性影响并不明显,并且略微削弱了沥青的储存稳定性。然后采用接触角表征不同掺量的石墨烯改性沥青的疏水性,运用粘附剥落模型分别计算出五种沥青和两种集料界面的粘附功和剥落功,从微观层面表征沥青与集料界面的粘附性。此外,采用改进水煮法从宏观层面表征沥青与集料界面的粘附性,并探究宏观指标与微观指标之间的相关性。结果表明,石墨烯材料的掺量越大,沥青的疏水性越好,沥青与集料之间的粘附性和抗水损害性能也越好,抗剥落率与剥落功之间的相关性更强。结合沥青的性能试验结果选择8%为最佳掺量。最后,选用PAC-13的级配,选择目标空隙率为26%,结合CAVF法设计具有良好骨架嵌挤结构的排水沥青混合料。对4%、8%掺量的石墨烯改性沥青和高粘SBS改性沥青制备的排水沥青混合料进行各项路用性能测试,并与规范的技术要求进行对比。结果表明,8%石墨烯改性沥青混合料的各项路用性能最为优异,尤其是疲劳寿命远大于其他两种混合料,并且都远超规范的技术要求。此外,三种大空隙排水沥青混合料的渗水性能均远超一般排水路面,其中由于石墨烯的疏水性,8%石墨烯的渗水系数最大,达到7531ml/min。综合各项性能得出:8%掺量的石墨烯改性沥青在排水沥青路面中有着较大的使用前景。