随着我国高速公路的迅猛发展,沥青路面得到了广泛应用。在高温多雨地区,越来越多的沥青路面出现了车辙和水损害等早期病害,因此开展沥青混合料高温稳定性和抗水损害能力的研究对高温多雨潮湿地区沥青路面建设具有十分重要的现实意义。根据沥青混合料不同层位的特殊功能要求,本文提出了适用于高温多雨地区沥青混合料级配优化方法,并针对我国在沥青混合料高温稳定性和水稳定性评价方面的不足,深入开展沥青混合料的高温性能和水稳定性合理评价指标与技术性能研究。本文设计开发了动水压力冲刷试验系统和新型沥青混合料渗透仪,对不同类型沥青混合料进行了动水冲刷试验、贯入剪切试验、常规车辙试验、汉堡车辙试验、常规渗水试验和新型渗透仪的渗透试验,试验结果表明：优化后的沥青混合料具有更强的抗动水冲刷能力、更好的抗剪性能、更优的高温稳定性以及更佳的防水性能。有效沥青膜厚是影响沥青混合料抗动水冲刷能力以及高温稳定性的重要因素；悬浮密实结构混合料的最大剪应力随着公称最大粒径的增大而增大；汉堡车辙试验可以很好地区分不同级配类型混合料的高温稳定性；AC型改性沥青混合料随着集料公称最大粒径的增大,混合料的高温稳定性提高幅度增加。对沥青混合料的汉堡车辙试验结果和贯入剪切试验结果进行回归分析,表明贯入剪切试验可以用来评价沥青混合料的高温稳定性；汉堡车辙试验结果和动水冲刷试验劈裂残留强度比结果之间具有良好的相关性,验证了所设计动水冲刷试验系统具有其可行性；提出了一种高温多雨潮湿地区基于动水冲刷的沥青混合料配合比设计思路。新型渗透仪与传统渗水仪测得结果之间具有很好的非线性相关性,新型渗透仪能更好地评价不同沥青混合料的渗透性能。对于AC型沥青混合料,其渗透性随最大公称粒径的增大而增加。对于给定级配,随着油石比的增加,沥青混合料的渗透性能降低。通过试验路的铺筑,证明考虑级配均匀性的ATB-30混合料设计方法可以很好地预防大粒径沥青混合料的集料离析现象；采用体积法和改进SMA设计方法优化后的沥青混合料具有良好的路用性能。