近年来我国公路事业突飞猛进,但由于公路关键技术储备不足,已建沥青路面中出现了不同程度的早期病害,其中以高温稳定性不足引起的破坏尤为突出。骨架嵌挤型沥青混合料有着优良的高温性能,得到了越来越多的道路工程师的青睐。通过分析国内外研究成果,对骨架嵌挤型沥青混合料的粗集料几何特征、最紧密骨架结构状态进行了探索。对沥青混合料骨架结构影响因素进行了深入分析,认为粗集料几何特性、粗集料级配和混合料压实功是骨架嵌挤结构形成的关键因素。针对目前沥青混合料配合比设计中级配设计与沥青用量设计相互孤立的现状,以13型沥青混合料配合比设计为例,分别采用改变粗集料中粒径不同的两种碎石比例和改变粗细集料含量两种方式对混合料级配进行调整,对沥青混合料最紧密骨架结构状态油石比与矿料级配之间的关系进行了深入研究。研究结果表明,最紧密骨架结构状态油石比随矿料级配由粗变细的过程中呈现出先减小后增大的变化规律,通过该变化规律寻找油石比突变点并以突变点对应的油石比为设计油石比,对应的级配为设计级配,由此完成对混合料配合比的设计。性能验证结果表明,设计出的混合料能具有较好的力学性能与路用性能。此外,鉴于工程应用中对于沥青混合料最大理论密度试验方法存在争议,本文通过室内试验对集料有效密度的测定方法和对矿料级配的修正进行了深入探讨,得到了合理确定最大理论密度的计算方式和试验方法。通过本文的探讨与研究,可以为沥青混合料的配合比设计方法提供一定的参考依据,保证设计出的沥青混合料具有优异的力学性能和路用性能。