路面材料设计模量的确定是路面设计研究中最基础的问题，沥青混合料动态模量是沥青路面设计的最主要的参数，研究沥青混合料在特定条件下的动态特性对于沥青路面设计的和施工都具有重要的指导意义和规范作用。本文主要是在单轴压缩动态模量试验的条件下来开展沥青混合料动态性能研究工作，研究的主要内容和成果包括如下几个方面：

       在动态模量试验方法的选择上，主要对目前实验室内常用的模量测试方法进行比较分析，最终确定采用单轴压缩连续加载试验来测定沥青混合料动态模量。同时，在考虑国外各沥青混合料抗压动态模量标准试验方法的差异性和优缺点的基础上，结合我国室内沥青混合料试验的现状，制定了沥青混合料单轴压缩动态模量测试方法。并在此基础上开展了动态模量试验不同试验设备和试验方法的比对试验，主要参与对比的试验设备有MTS810材料试验机和沥青混合料基本性能试验仪（SPT），比对的试验方法有本研究提出的单轴压缩动态模量测试方法、AASHTO TP62-03 和NCHRP 9-19 / 9-29 标准试验方法。比对试验的统计结果表明：不同试验设备和试验方法所得的试验结果具有很好的一致性。

       本研究对可能影响沥青混合料动态模量值的因素进行了比选与分析，从外部试验条件和沥青混合料内部组成特性两方面入手，最终确定应变水平、试验温度、试验频率、沥青种类、沥青用量、混合料类型、最大公粒径、空隙率、集料类型等9个主要影响因素。考虑到集料本身的复杂性，对集料因素进行了单独分析，开展了不同集料类型下混合料动态性能研究，研究结果表明：不同集料类型对沥青混合料动态模量及相位角的影响很小，在进行动态模量模型预估均匀试验设计中可以不予考虑。

在沥青混合料动态模量预估模型研究中，应用均匀试验设计理论进行试验方案设计，采用多元线性和非线性回归的统计手段，得到动态模量和相位角多元线性和多元非线性预估模型，并对这些模型进行了验证和修正。同时，对 AI 和 AASHTO 的动态模量预估公式进行了验证和修正。在对预估模型的拟合效果进行验证时，采用了相关系数检验、方差分析检验和残差分析检验3种检验手段来对模型进行全面综合的分析评价。统计分析结果表明，所建的预估模型和修正后的 AI 和 AASHTO 预估公式均能很好的拟合试验结果。

       在沥青混合料动态模量主曲线分析研究中，基于5个实验温度6个试验频率的条件下得到了6中常用沥青混合料动态模量及相位角的主曲线和在各温度下的动态模量主曲线线簇，并通过对试验结果进行最小二乘法数值拟合，得到这6种混合料主曲线的西格摩德（Sigmoidal）模型。同时，对构建动态模量主曲线的两种简化方法进行了分析评价，结果显示3种构建混合料动态模量主曲线的方法具有较好的一致性和互换性，当试验设备和试验条件不具备的情况下，可以考虑采用两种简化方法来构建沥青混合料动态模量主曲线。并且，建立了两种简化方法对6种常用混合料主曲线的西格摩德（Sigmoidal）模型。

       确定了沥青路面常用AC类沥青混合料在标准条件下单轴压缩动态模量的范围和推荐值，并给出了选值原则。

       在改性沥青混合料的动态性能研究方面，采用了SBS改性沥青、PE改性沥青及湖沥青3种改性沥青混合料来进行改性沥青混合料动态性能研究。研究结果表明，改性沥青混合料动态性能与基质沥青混合料不同，基于基质沥青混合料得到的动态性能规律很难适应于改性沥青混合料，改性类型、改性方式及改性工艺等因素对改性沥青混合料的动态性能有较大的影响。

       在动态模量模型预估、主曲线研究及改性沥青混合料动态性能研究的基础上，本研究对沥青混合料动态性能评价系统进行了研究，提出了沥青混合料动态性能试验和分析的分级模式和等级选取标准。

       本论文所取得的研究成果为沥青路面动态性能设计指标和参数的研究奠定了基础。

       关键词：沥青混合料；动态模量；单轴压缩；均匀试验设计；预估模型；主曲线；动态性能；评价系统