沥青路面在使用过程中易出现松散、沉陷、坑洞等早期损害现象,这些病害的出现往往伴随水分的作用,使得沥青路面的使用寿命和安全性能大幅下降。沥青混合料产生水损害现象的原因是路面在车辆荷载的反复作用下,集料发生相对位移和摩擦,刺破或擦破沥青膜,使得从空隙进入沥青混合料的外界水分易通过沥青膜的破裂位置侵入到集料表面,形成取代沥青膜的水分薄膜,导致沥青与集料间粘附能力失效。因此,深入研究沥青膜破裂,水分侵入造成的水损害过程以及水分对沥青-集料界面强度劣化规律,针对性的改性沥青-集料界面,降低界面中水分扩散对界面粘附能力的影响,减少沥青路面的水损害,提高路面使用寿命和安全性能。首先,本文通过拉拔试验研究了常温下不同浸水时间对70#基质沥青与酸性集料花岗岩、碱性集料石灰岩粘附能力的影响。结果表明,干燥环境下,沥青与花岗岩和石灰岩之间粘附能力较好,然而沥青-集料界面试件浸水时间的增加,使得试件拉拔强度减小,沥青与集料的粘附性能下降,同时因为水分不断侵蚀覆盖集料表面的沥青膜,所以沥青-集料界面的形貌也在发生变化。沥青-花岗岩界面受水分侵蚀影响最为严重,抗水损害能力弱于沥青-石灰岩界面。其次,采用高光谱成像技术精准识别、无损检测花岗岩和石灰岩表面的矿物组分以及分布,确定选用的花岗岩主要组分是钠长石,石灰岩的主要组分是方解石。最后,利用分子动力学模拟方法,从原子尺度研究了沥青-钠长石界面和沥青-方解石界面在外界水分侵入界面前后,沥青自身结构发生的改变,沥青各组分在集料表面的分布、浓度和扩散以及沥青与集料粘附能力的变化。结果表明,界面水分的作用使得集料表面的沥青组分分布更加均匀,明显降低极性较强组分沥青质和胶质的浓度,提升轻质组分和胶质的扩散速率,从而导致沥青结构、界面微观特征形貌的改变和沥青与集料粘附性能的下降;水环境下,沥青-方解石界面的剥离能绝对值大于沥青-钠长石界面的剥离能绝对值,所以沥青-方解石界面的抗水损害能力强于沥青-钠长石界面的抗水损害能力。对于沥青-酸性集料界面,可以在沥青中添加硅烷偶联剂（SCA）,有效提高界面的抗水损害能力。