高等级公路在我国的综合运输网中发挥着重要的骨干和支柱作用,超载车辆的迅速增加导致公路沥青路面出现早期损坏现象也日趋严重,这一现象在各国高速公路发展阶段都有体现。因此,深入研究混合长度玄武岩纤维沥青混合料的性能,有利于解决沥青路面易产生裂缝等病害问题,对提高路面使用品质、延长沥青路面使用寿命具有较大意义。本文采用 Superpave 设计方法对 Superpave-13、Superpave-20、Superpave-25 进行级配设计,确定这3种级配的矿料组成和最佳油石比,这三种级配对应的最佳油石比分别为4.7%、4.3%、4.1%,掺加玄武岩纤维后的最佳油石比分别为4.8%、4.4%、4.2%。通过室内试验的方式对单掺玄武岩纤维沥青混合料进行常规性能检测,从而确定这三种Superpave级配沥青混合料中玄武岩纤维的最佳单掺长度。试验结果表明:玄武岩纤维的掺入可以明显改善Superpave级配沥青混合料的性能,Superpave-13、20、25级配分别选用6mm,9mm,12mm长度的玄武岩纤维效果较好。采用单掺玄武岩纤维沥青混合料性能试验结果及正交试验方法确定这三种Superpave级配沥青混合料中玄武岩纤维的长度掺配比例,对其进行常规性能检测;通过极差分析确定找出影响指标值主要和次要的因素,选出Superpave级配、不同公称最大粒径的沥青混合料中相对较优的玄武岩纤维掺配比例。试验结果表明:混合长度玄武岩纤维沥青混合料比单掺玄武岩纤维沥青混合料对疲劳性能及IDEAL抗裂性能改善最为明显,其中Superpave-13、20、25所对应的玄武岩纤维最佳掺配比例分别为1:1:1(3mm:6mm:9mm),1:2:2(6mm:9mm:12mm),2:2:1(9mm:12mm:15mm)。使用数字图像处理方法获取混合料内部结构信息并对其进行处理,通过截面空隙率、沥青砂浆主轴长度等指标研究混合长度玄武岩纤维沥青混合料性能与其细观结构特性的关系,研究结果表明:由细观结构分析得到的最佳单掺长度、玄武岩纤维掺配比例,与试验得到的结果相吻合,进而实现沥青混合料宏观性能试验与细观结构的相互验证;配合比设计时2.36mm的筛孔通过率对沥青砂浆的主轴长度有较为显著的影响,初步建立沥青混合料的细观结构特征与级配筛孔通过率的联系。本文研究可以为复掺玄武岩纤维沥青混合料的设计提供技术参考,具有一定的理论意义和应用价值。