目前我国高等级公路主要采用沥青路面结构形式,沥青混合料性能的好坏直接影响到公路的服务功能和使用年限。现代重载交通要求沥青混合料具有优良的高温稳定性和其它性能;为提高沥青混合料的性能、实现混合料性能的优化,近年来先后出现了大量的新材料和新理论。但现有的研究,多以沥青混合料的宏观性能为主要研究目标,以经验性指标作为评价其性能的核心指标,未能深入揭示沥青混合料的构成机理,从而使混合料的设计理论缺少了必要的理论基础。为深入认识沥青混合料的组成与宏观性能的关系,为其组成设计提供必要的理论指导,本文对沥青混合料的构成机理进行了深入研究。本文的研究包括了级配构成研究、混合料设计方法研究和混合料细观结构参数的研究。本文首先对级配的两种基本状态-密实结构和骨架结构进行了研究,分析了不同颗粒组成对级配状态的影响,指出了颗粒间接触点是骨架结构的受力主体,建立了具有最大承载力的粗集料多点支撑骨架状态级配计算模型。并以此为基础,通过引入混合料的体积参数VCA、VMA和VV,建立了基于多点支撑骨架状态的混合料体积设计方法(简称为V-S设计方法)。该设计方法,实现了级配设计和沥青混合料设计的统一和设计过程的客观性。经实验检验,该设计方法所设计的混合料具有优良的高温稳定性。同时,本文通过实测,修正了现行规范中用于计算沥青膜厚度的矿料表面积系数;通过自行研制的试件真空密度仪,实现了沥青混合料孔结构的测试,提出了新的孔隙分类和测试方法,并对孔结构与混合料宏观性能的关系进行了研究。本文的研究从细观层次揭示了沥青混合料的组成特点和构成机理,提供了沥青混合料组成设计的新方法,探索了沥青混合料的细观分析手段,为今后对沥青混合料的深入研究奠定了一定的理论基础。