乳化剂的存在是影响冷拌混合料性能的重要因素。目前大多数宏观研究主要以乳化沥青蒸发残留物的流变性能为主,而微观实验和模拟实验鲜有研究乳化沥青,在这一领域仍存在较大的空白。本文通过以乳化剂的种类和掺量作为变量,综合宏微观分析方法,结合分子动力学模拟,通过测试流变性能、表面能、粘附能等表征手段多尺度研究乳化剂的影响效果,并从多个理论角度对乳化剂的影响机理进行分析与推测,为提高沥青—集料粘附性提供科学合理的参考。采用阳离子乳化剂十六烷基三甲基氯化铵（C）和阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠（A）,与70#沥青混合制备沥青样品,模拟破乳后乳化剂残留在沥青中的状态,使用低温弯曲梁流变仪、动态剪切流变仪测试沥青样品的流变性能,结果表明,乳化剂改善沥青的低温和高温性能,综合表明,掺加2%阳离子乳化剂C的效果最佳;使用接触角测试仪测试沥青样品接触角,进而计算表面能发现,乳化剂使沥青向亲水性方向变化,提高整体表面能,其中阴离子乳化剂A的影响更大。以上表明乳化剂的存在影响沥青的内部结构,其中阳离子乳化剂C与沥青的融合效果更好。对花岗岩、辉绿岩、石灰岩三种集料成分进行X射线荧光分析发现,花岗岩和辉绿岩主要成分为SiO2、Al2O3,石灰岩的主要成分为Ca CO3、SiO2;采用改进水煮法对三种集料进行预处理,以模拟乳化沥青破乳后残留在集料表面的乳化剂膜,再进行集料与沥青的粘附性研究,结果表明,集料表面乳化剂膜的存在降低沥青—集料间粘附性,其中阴离子乳化剂A的破坏性更大,且集料酸性越大越易受影响;使用原子力显微镜对沥青样品表面形貌和力学性质进行测量发现,乳化剂使沥青内部结构出现分散和相融,沥青内部软硬成分分布更均,其中阳离子乳化剂C作用更加明显。形貌图和模量图相似度分析结果表明,两者具有显著相关性;使用特制集料组分探针测试其与沥青样品粘附力发现,基质沥青与SiO2间粘附力最大,掺加阳离子乳化剂C的沥青则与Ca CO3间粘附力最大,结合形貌图推测沥青中沥青质与胶质对SiO2的粘附力更大,而饱和分和芳香分对Ca CO3的粘附力更大。使用Materials Studio8.0构建沥青、集料及乳化剂模型,通过计算沥青模型的密度和玻璃态转化温度验证模型的合理性;通过计算乳化剂—沥青模型的力学性能发现乳化剂降低沥青的各项弹性模量,阴离子乳化剂A的影响更大;通过计算乳化剂—集料模型的扩散系数发现,乳化剂分子的亲水端与集料表面模型亲和力更强,在Al2O3、Ca CO3模型上扩散更快,且随温度升高而变快;通过计算沥青—集料模型的粘附功以及沥青—乳化剂—集料模型的脱附能发现,常温下,沥青与SiO2间粘附能和粘附功最大;两种乳化剂对沥青与SiO2间粘附能的破坏作用最大,而对温度反应规律不显著,其中,阴离子乳化剂A对沥青—集料间粘附破坏作用更大。