西宁地区属大陆性高原半干旱气候,具有气压低,寒长暑短,多风少雨,蒸发量大,昼夜温差大,日照时间长等气候特征,特殊的地理气候环境对该地区沥青路面结构使用性能有着显著影响。因此,如何保证西宁绕城高速公路沥青路面良好的路用性能,减轻和避免较严重的早期病害,是目前亟需解决的技术难题。本文以西宁绕城高速公路沥青路面工程为依托,根据该地区夏季高温、冬季寒冷且日夜温差较大的特殊气候环境,对上面层AC-13沥青混合料材料设计与结构设计相结合进行优化设计,使沥青混合料具有良好的结构性能及功能性。针对西宁绕城高速公路沥青路面各结构层沥青选型问题,结合该地区常用沥青类型、沥青路面典型病害及其原因分析,参照我国现行规范及已有工程经验,并兼顾项目所用原材料及施工质量控制水平等因素,提出了基质沥青结合料类型。分析了不同沥青改性剂的功能效果,确定了改性沥青的制备工艺、类型及改性剂掺量。结合矿料的技术特征,提出了沥青混合料矿料级配设计均衡优选法。推荐了该绕城高速公路项目沥青路面上面层层优选的矿料合成目标级配和最佳油石比。结合依托工程对AC-13沥青混合料路用性能进行了相关试验分析与评价,验证了其混合料的性能。