沥青与集料间黏附作用是形成沥青混合料结构的重要因素，关系到混合料结构的强度与稳定性。目前，在该领域，研究人员多关注材料性质、水等因素对沥青与集料间黏附性能的影响，鲜有人对服役状态下沥青路面内部沥青-集料黏附变化情况开展研究。分析沥青与集料间黏附性能，提出新的评价方法有助于进一步提高对沥青黏附机理的认识，有利于指导新材料的选用。本文对沥青-集料黏附性能进行了多尺度分析与评价方法研究，主要研究内容及成果包括以下几方面：
　　在宏观尺度,进行了模拟动水压力作用下沥青与粗集料黏附性能试验研究。基于集料形状区分方法，借助图像处理技术，研究了粗集料不同形状对沥青-集料间黏附性能的影响。结果表明：立体形状的粗集料与沥青黏附效果较好，扁平形状粗集料在模拟动水压力作用下表面的沥青剥落较快；对比两种模拟动水压力方法在沥青-粗集料黏附性能试验中的适用性与差异性，可优先采用快捷高效的超声波剥落法进行沥青与粗集料间黏附性能的评价。同时进行了模拟动水压力作用下，沥青在老化过程中与粗集料之间黏附性能试验，经试验结果分析，随着沥青老化程度加深，沥青与粗集料间黏附性能发生显著减弱。
　　在细观尺度,基于复合材料理论，结合沥青砂浆动态剪切流变试验，进行了沥青混合料内部旧沥青流变参数反算模型与反算方法的尝试性研究，并验证了反算结果，进行了模型修正。应用修正后的反算模型，得到沥青混合料老化过程中内部旧沥青流变参数，并基于反算结果预测得到老化过程中混合料内部旧沥青与矿粉间交互作用变化规律。
　　在微观尺度,借助原子力显微镜技术对老化过程中沥青表面进行了形貌扫描，得到老化沥青表面微观结构特征与粗糙度信息。沥青微观扫描图像中可观察到典型的“蜂状结构”，经相关性分析，该结构是沥青表面在微观尺度下呈现粗糙形态的主要成因。沥青老化过程中，“蜂状结构”形态的变化直接导致沥青表面形貌发生改变，表面粗糙度也随之降低。
　　本文从宏观、细观、微观多尺度分析了老化过程中沥青-集料黏附性能变化规律，并在各尺度对沥青与集料间黏附性能进行了量化表征，对各尺度下黏附性能指标进行了相关性分析。结果表明：沥青及沥青混合料老化过程中，宏观超声波法图像处理剥落率、基于反算混合料内部沥青流变参数的细观沥青-矿粉交互作用预测指标、沥青表面微观粗糙度数值之间有着显著的相关关系。