本文在总结国内外SMA设计及对相关指标研究的基础上，分析了现行SMA混合料设计方法的优缺点，针对重载、超载严重地区沥青混合料中的集料密度、级配组成设计、体积指标和路用性能评价指标等进行了系统的研究，提出了基于重载交通沥青路面高抗永久变形能力的集料级配、体积参数指标和路用性能评价指标确定的新思路。 参考国内外对粗集料骨架结构的研究，结合逐级填充理论进行了室内试验，首次提出了针对细集料的次骨架结构，通过对主、次骨架结构的理论合成计算设计多级嵌挤密实结构级配，并引进美国贝雷法矿料级配设计理论和检验手段，对本文设计级配进行了合理性检验，同时综合国内外对集料级配不同的计算方法，提出了变i法进行多级嵌挤密实结构级配的计算公式和i值的合理范围。 鉴于目前在确定改性沥青混合料理论最大密度合理性时存在争议，对此本文进行了较为详细的试验研究，推荐了合理确定理论最大密度的试验和计算方法。并对我国现行规范中压实混合料不同密度试验方法和相应适用范围进行了全面比较，提出了不同混合料类型在选用合理试验方法时的数学算法和判断标准，首次引入了相关系数指标对不同密度试验方法的实用性进行评价的思想。 本文通过对现行规范中沥青混合料高温性能和水稳定性能试验方法及相应评价指标的研究，深入论证了车辙试验以动稳定度作为评价指标存在的问题，首次提出了采用动抗压强度(DCS)作为车辙试验抗永久变形能力评价指标的重要结论，同时进一步分析验证了采用一定饱水率条件下的马歇尔试件进行冻融劈裂试验来评价沥青混合料水稳定性能的合理性。