随着我国经济的快速发展,公路运输任务日趋繁重,对公路性能也提出了更高的要求。近些年来,学者们通过研究改性沥青和改变混合料级配等手段,在改善沥青混合料性能方面取得了不错的成果。沥青与矿料之间界面相的性能研究相对来说较少,但是根据工程实际的经验,界面相相对于单一材料更容易产生缺陷或者应力集中从而影响整体的服役性能,沥青混合料的制备工艺则会直接影响沥青与矿料间界面相性能,本研究在此基础上,从沥青混合料制备工艺角度,对预拌沥青混合料技术如何提升沥青-矿料界面相性能进行了深入研究。本文的主要研究内容如下:1.预拌沥青混合料油-石界面力学性能增强机理研究通过热力学参数及表面能理论对预拌模式下沥青混合料油-石界面增强机理进行深入研究,对比分析了使用预拌技术和未使用预拌技术的沥青-矿料界面的接触角和粘附功,结果表明,相较于常规的矿料表面,沥青与经过预拌后的矿料表面的接触角更小,接触角降低幅度可以达到35%-65%,更小的接触角意味着沥青在矿料表面的运移和裹覆更加迅速。粘附功的计算结果也显示,在干燥状态下,使用了预拌技术的沥青-矿料界面粘附功比常规的沥青-矿料界面粘附功提高4%左右,有水环境下的剥落功计算结果显示,相较于常规沥青-矿料界面,预拌模式下的沥青-矿料界面剥落功降低了30%-45%,说明其水稳定性较为优异。2.基于分子模拟技术的预拌沥青混合料油-石界面微观力学性能分析通过分子模拟技术,从微观尺度对三种预拌结合料和三种沥青及一种代表性矿物晶体进行了模型构建及模型合理性验证,进而建立了三种沥青与矿物晶体的界面模型和预拌技术下三种沥青与矿物晶体的界面模型,对两种模式下的沥青分子与矿物晶体间的交互作用、吸附行为及扩散规律进行了模拟,对比分析两种模式下的差异。模拟分析结果表明,预拌模式下的沥青分子在矿物晶体表面的扩散速度都要比常规的沥青在矿物晶体表面的扩散速度快,对扩散系数影响从大到小的预拌结合料分别是130#沥青、110#沥青和生物沥青;界面能的模拟计算结果表明,110#沥青作为预拌结合料时,沥青分子与矿物晶体界面的界面能最大,界面性能最好,其次是130#沥青,最后是生物沥青。根据预拌模式下的沥青分子与矿物晶体界面的分子模拟计算结果可以得出结论,选择110#沥青作为预拌结合料最为合理。3.预拌沥青混合料制备技术研究在预拌技术机理研究及沥青-矿料界面微观力学研究的基础上,通过中心复合设计方法,以车辙动稳定度、-10℃劈裂强度和冻融循环14d劈裂强度作为响应值,以预拌结合料用量、一阶段预拌时间、二阶段复拌时间和拌合温度为影响因素,进行四因素影响下的三响应值设计,通过中心复合设计方法对四种影响因素进行了优化,完成了预拌模式下热拌沥青混合料及温拌沥青混合料的制备工艺研究,给出了AC-16、SMA-13、OGFC-16等预拌模式下热拌及温拌沥青混合料的最佳制备工艺参数。4.预拌沥青混合料路用性能分析基于开发出的预拌模式下热拌沥青混合料制备工艺和温拌沥青混合料制备工艺,对预拌模式下的热拌沥青混合料和温拌沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能等路用性能进行了试验研究,试验结果显示,经过预拌后的沥青混合料相较于常规沥青混合料车辙动稳定度提高了10%-20%、劈裂强度提升了10%-15%、冻融循环14d劈裂强度提升了2%-7%。