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目前,我国沥青混合料的设计普遍使用马歇尔设计法,该方法对于不同级配类型的沥青混合料均采用统一的设计击实次数（双面75次或50次）,相当于统一了设计击实功。大量工程实践证明,对于不同种类的沥青混合料,施工压实时均表现出不一样的压实特性,无法与统一的设计击实功相匹配;美国Superpave设计方法提出了以密实度96%作为体积控制指标,并使设计压实功可以根据交通量进行调整,但应用此设计方法建成的试验路段仍存在较常见的车辙、光面、泛油等病害,无法很好地克服传统设计方法的不足。上述两种设计方法,其实质都是遵循“体积设计,性能验证”思想,而忽略了一个重要的问题:所设计的沥青混合料是否已经达到其最稳定状态。针对上述问题,本研究选取了5种典型的级配类型（GAC、SUPERPAVE、SAC、SMA、OGFC）作为研究对象,首先按马歇尔设计法确定最佳油石比,再通过旋转压实法获得压实全过程密度曲线,并结合数字图像处理技术对混合料压实全过程宏观体积参数与细观结构信息的变化趋势进行分析,得到以下研究成果:1、基于密度曲线与VCAmix曲线,评价混合料达到马歇尔设计密度时是否处于一种稳定状态。结果表明:除SMA混合料,其余4种混合料达到马歇尔设计密度时均未处于相应密实度最稳定状态;除SUPERPAVE混合料,其余4种混合料VCAmix在压实初期已经小于VCADRC指标,粗集料形成骨架判据VCAmix≤VCADRC并不能较好地评价混合料是否达到稳定状态。2、基于能量指数概念,对5种混合料压实特性进行对比分析。结果表明:混合料施工阶段可压性OGFC>GAC>SUPERPAVE>SAC>SMA,交通阶段耐久性SMA>SUPERPAVE>SAC>GAC;统一的设计击实功无法与混合料的压实特性相匹配,设计击实功应针对不同级配类型进行调整。3、基于数字图像处理技术,选取不同计算参数计算出接触点数量曲线,与密度曲线进行相关性对比。结果表明:接触点数量曲线与由表干法测得的密度曲线相关性较好,最小计算粒径取值为2.36mm、接触阈值取值为0.5428mm时相关性最优,推荐在计算集料接触信息时使用此计算参数组合。4、基于数字图像处理技术,对混合料压实全过程细观结构信息的变化趋势进行对比,提出混合料达到稳定状态的主要特征。结果表明:接触点数量曲线可分为3个阶段（快速增长阶段、稳定阶段、再增长阶段）,其中GAC、SAC、SMA混合料稳定阶段的接触点数量与捣实状态下接触点数量在数值上有较好的相关性;集料倾角在压实初期已经达到稳定状态,集料种类与压实方法是影响集料倾角的主要因素;密实度与接触点数量可以结合作为沥青混合料稳定状态的控制参数。