近年来,由于我国早期修建的高等级公路大量进入养护维修阶段,我国公路管理策略逐渐从“以建代养”向“建养并重”转变,路面的维修养护也逐渐成为了公路行业重点发展方向。薄层罩面作为一种的传统路面维修养护措施,在路面预防性养护中有着广泛的应用。然而与其他预防性养护措施相比,普通薄层罩面虽然有着较好的养护效果,但由于其热拌工艺及其结构厚度问题,导致其成本效益较差,本文从降低其结构厚度出发,研究采用粒径更细的SMA-5沥青混合料作为超薄层罩面,以应用到预防性养护当中。本研究首先从超薄层罩面的沥青胶结料出发,采用高粘改性沥青作为超薄层罩面的沥青胶结料,应用GH-1改性剂制备不同掺量的高粘改性沥青,并进行三大指标、60℃动力粘度、动态剪切流变试验及低温弯曲梁流变试验比较不同GH-1改性剂掺量高粘沥青的各项性能。结果表明,随着GH-1改性剂掺量的增加,改性沥青的软化点升高,针入度降低,塑性逐渐得到了改善,60℃动力粘度得到有效提升,高温性能不断增强,低温性能有所提高。随后,通过马歇尔试验对SMA-5超薄层罩面沥青混合料的最佳沥青用量进行确定,并对SMA-5混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能、抗疲劳性能、抗滑性能等各项路用性能进行研究,并将其性能与加入温拌剂的沥青混合料作对比。结果表明:随着GH-1改性剂掺量的增加,SMA-5沥青混合料的高温性能、低温性能、疲劳性能均有所提升,而水稳定性在GH-1掺量为10%时较好;EWMA温拌剂的掺入使得沥青混合料的高温性能、疲劳性能有所提高,而使水稳定性及低温性能有一定程度的降低。并且,对超薄层罩面结构的层间抗剪性能进行研究,采用BISAR3.0对超薄层罩面层间剪应力进行分析,提出超薄层罩面结构的层间抗剪技术指标。通过层间剪切试验确定层间达到最佳抗剪性能时的最佳沥青用量,并对影响层间剪切性能的水、剪切速率、温度等因素进行研究。结果表明:得到随着加载速率的增大,层间抗剪强度逐渐增大,不同的加载速率导致层间破坏产生的应变有所不同,50mm/min的剪切加载速率更贴近于层间破坏的情况;超薄层罩面会因为浸水的处理和温度的提升而导致层间抗剪强度有较大程度的降低。最后,通过布氏粘度试验绘制粘温曲线,对超薄层罩面沥青混合料的施工温度进行确定。考虑到实际施工过程中超薄层罩面在摊铺过程中温度下降过快,有效压实时间较短的问题,因此通过ABAQUS有限元软件,建立路面温度场有限元模型,对超薄层罩面在进行摊铺时温度场的变化进行仿真模拟,计算得出温拌与热拌沥青混合料的有效压实时间分别为9分钟和7.5分钟,提出在超薄层罩面沥青混合料制备时加入温拌剂,以此延长超薄层罩面的有效压实时间,并且通过室内实测SMA-5沥青混合料摊铺后温度的变化对有效压实时间进行验证,结果表明,超薄层罩面沥青混合料温度场的仿真模拟与混合料实际温度下降趋势相差不大。