提高沥青层混合料模量可以提高路面结构的承载能力、抗车辙能力,但片面追求沥青混合料压缩模量的提高,容易忽视混合料的耐久性。法国高模量沥青混合料(EME2)强调模量和抗疲劳性能设计,其采用硬质沥青(针入度小于25(0.1mm)),较高的沥青用量,使沥青混合料具有较高的劲度、优异的耐久性和抗车辙能力,且被认为可以减薄沥青路面厚度。由于国内在2012年以前缺少工业化的硬质沥青产品,成品硬质沥青在道路工程中缺少相关应用的工程案例。本论文借鉴法国高模量混合料(EME2)设计理念,重点对提升高模量沥青混合料耐久性的设计方法进行了试验研究。本论文借鉴法国高模量混合料(EME2)设计理念,重点对提升高模量沥青混合料耐久性的设计方法进行了试验研究。首先对国内外高模量相关研究现状从设计理念、设计方法、指标体系、性能评价方法、工程应用效果等方面进行了详细调研,认为以法国为代表的高模量沥青混合料技术经过数十年的研究和工程应用,形成了较为完善的设计体系,其同时强调和兼顾模量与疲劳的理念是硬质沥青混合料的发展方向。为了检验差异化原材料对硬质沥青高模量沥青混合料设计方法的适用性,也为各个地方开展硬质沥青在道路工程的应用提供思路,论文选择两种明显性质差异的硬质沥青和集料开展了相关试验研究。论文对新疆溶剂脱成品硬质沥青(针入度15~25(0.1mm))进行了性能试验,并与复配调和硬质沥青进行了对比分析,表明二者高温性能等级相当,均达到了PG82;溶剂脱成品硬质沥青的低温性能等级更优,可进行后续开展硬质沥青耐久性高模量混合料设计。采用集料成像系统(AIMS)分析了新疆玄武岩和江苏石灰岩在形状指数、集料纹理、表面构造深度、针片状含量、球状度等方面的差异,验证了采用新疆地材进行硬质沥青高模量沥青混合料设计的可行性。在混合料设计过程中,从空隙率指标、基于间接拉伸模量的级配选择等方面进行了对比,结合模量和目标空隙率对混合料级配进行了优化;对混合料的高、低温性能、抗疲劳性能进行了综合评价,提出了针对特定地材的硬质沥青耐久性高模量沥青混合料的设计和性能评价指标。论文还对硬质沥青的长期热老化后的低温性能衰减特性、模量与疲劳的指标协调设计进行了较深入试验研究分析,表面硬质沥青的低温路用性能即便在经历长期热老化条件后亦基本不衰减;油石比对模量和疲劳具有双重影响,需要结合应用层位及其对模量和疲劳的功能平衡需求,进行油石比的优化设计。最后结合工程试验路实施和路用性能观测结果表明:与采用调和工艺硬质沥青和石灰岩集料制备的高模量混合料相比,基于溶剂脱工艺的硬质沥青和新疆玄武岩集料,其高温稳定性更优异,低温性能在老化后基本不衰减,模量可满足法国EME2设计指标要求,抗疲劳性能虽略有不足,但适用于半刚性沥青路面结构。与常规路面结构相比,路面结构层采用硬质沥青高模量沥青混合料可以有效减小路面弯沉,提高路面承载能力,提高路面结构整体抗车辙能力。最后对采用硬质沥青高模量和常规改性沥青的典型路面结构进行了技术经济性分析,在不明显增加工程造价的前提下,可显著改善现有沥青路面抗永久变形能力。本论文研究成果为解决新疆地区近年来出现的车辙和早期损坏问题提供一条有效的技术途径,也可为国内高模量沥青混合料的设计和硬质沥青在路面工程中的合理应用提供借鉴。