道路的表面功能是保障交通安全运营的基础,据统计,我国大约有43%的国土面积位于寒区,存在冰雪引起路面抗滑能力缺失、影响道路通行安全的突出问题,对国民经济的正常运行秩序和人民群众生命财产安全造成了巨大隐患。针对路面积雪结冰问题,越来越多的研究人员聚焦于导电沥青混凝土材料。目前,在导电沥青混凝土的研究领域,导电填料以石墨、钢渣、碳纤维、钢纤维为主,存在导电填料掺量过大、导电性能与路用性能难以兼顾等问题,限制了导电沥青混凝土的进一步发展与应用。在此背景下,结合碳纤维和新兴碳纳米材料石墨烯,旨在制备出一种在较低导电填料掺量下具备优异电热特性,同时满足融冰化雪需求和路用性能要求的导电沥青混凝土,为保障寒冷地区沥青路面冬季运营安全提供理论与技术基础。首先,从沥青胶浆出发,研究了碳纤维及石墨烯掺量对沥青胶浆电阻率的影响规律,结果表明二者均能有效增强沥青胶浆的导电性能。在导电沥青混凝土层面,基于细观电流分布特征,进行了混合料类型比选,确定了AC-13型混合料级配;以马歇尔试件电阻率为指标,确定了碳纤维/石墨烯导电沥青混凝土的制备工艺,发现9mm的碳纤维能起到最好的导电效果,使用脂肪醇醚磷酸酯钾盐预处理可以增强碳纤维的分散性;最后通过响应曲面设计方法进行了优化设计,确定了碳纤维及石墨烯的最佳配比,制备出了电阻率低于2.5??m的导电沥青混凝土。其次,研究了碳纤维/石墨烯导电沥青混凝土的导电特性与导电行为。通过测试其导电性能对外加电压、温度、应力等因素的依赖关系,对其伏安特性、阻温特性及压敏特性进行了研究。结果表明电阻率随以上因素显著变化,表现出了显著的非线性特点。基于动态随机电阻器网络模型,证明了隧道效应是非线性伏安特性产生的原因。运用复合材料导电理论,对碳纤维/石墨烯导电沥青混凝土的导电机理进行了分析,认为其导电行为是粒子接触导电和隧道效应导电共同作用的结果。再次,研究了导电填料的加入对沥青混凝土热物特性的影响,结果表明碳纤维可显著提高沥青混凝土的导热系数;结合多物理场仿真软件Comsol Multiphysics,分析了输入功率、恒压热容、导热系数、风速等因素对导电沥青混凝土升温情况的影响,表明输入功率对导电沥青混凝土升温速率的影响最为显著,并对融冰化雪过程进行了模拟与分析。通过室内升温试验实际检验了碳纤维/石墨烯导电沥青混凝土的升温效果并对仿真结果进行了验证。最后,通过室内试验对路用性能进行了验证,结果表明碳纤维/石墨烯导电沥青混凝的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及抗疲劳性能均满足相应的规范要求,并且除了水稳定性稍有降低之外,其余指标均优于普通沥青混凝土,显示其具备实际工程运用的能力。