水损害一直是沥青路面早期损害的常见形式,针对水损害的研究主要围绕液态水和固态水。近年来,工程研究发现干旱和半干旱地区的沥青路面同样存在水损害问题,而有关气态水对沥青路面的破坏作用及其作用机理的研究尚存在不足。因此,研究混合料组成和服役环境两方面因素对路面水气扩散特征影响,对于建立多因素影响的水气扩散模型,揭示气态水对沥青混合料的损伤机理显得尤为重要。本文主要通过改进重量法为基础的扩散试验并进行扩散系数及相关指标的测定计算,研究了沥青混合料组成(筛孔通过率、油石比)以及外部因素(温度-荷载、冻融损害)对湿度梯度驱动力下穿透型水气扩散特征的影响。主要研究结论如下:(1)通过五因素三水平正交试验探究了不同筛孔通过率以及油石比对水气扩散系数的影响,结果表明:油石比、2.36 mm以及0.3 mm筛孔通过率对水气扩散系数有显著性影响;13.2 mm以及0.075 mm通过率对扩散系数影响较小,水气扩散系数同混合料空隙率之间呈现良好的线性关系。(2)通过对加载不同作用时间、荷载等级和温度后的试件进行扩散试验,研究发现随荷载作用时间增加,扩散系数降低,且荷载作用15 min后扩散系数下降减缓,下降速率趋于稳定;荷载作用强度同扩散系数呈负相关,且扩散系数下降速率随荷载水平增加而增大;温度升高同扩散系数的增加成指数关系。(3)确定了温度与扩散系数和变形量指标的相关性最高,其次是荷载作用强度与荷载作用时间。荷载作用强度与沥青混合料动稳定度的相关程度高于温度与动稳定度的相关性。(4)通过对不同冻融损害后试件进行水气扩散试验,发现水气扩散系数随冻融损害时间的增加呈上升趋势,经6次冻融损害后扩散系数增加速率加大。试件空隙率与扩散系数呈良好的线性关系,并且残留稳定度与劈裂强度比随扩散系数的增加而下降。从细观层面上看,冻融损害的加剧增加了试件空隙的直径以及数量,从而增加了水气扩散的通道,缩短了穿透路径,提高了扩散的有效性。