本论文是在国家自然科学基金项目(资助编号:50608006)与交通部交通应用基础研究项目(资助编号:2006 319 812 120)的共同资助下完成的。众所周知,沥青混合料由集料、沥青、与不同尺寸和形状的空隙组成,混合料的路用性能不仅受到VV、VMA、VCA等体积因素的影响,且与这些组成要素的大小和空间特性相关,传统的体积设计方法和参数并不能全面反映混合料的所有空隙信息。因此,本文选用空隙率较大的多孔排水沥青混合料作为载体,采用计算机层析扫描技术、数字图像处理技术和分形理论对其空隙空间信息进行深入研究,以揭示其对混合料性能的影响。论文采用空隙率、空隙等效直径、空隙轮廓分维数与空隙面积分维数等参数分析了多孔排水沥青混合料中空隙在横向、竖向及空间的分布特性及规律,发现空隙轮廓分维数总是大于空隙面积分维数;空隙等效直径主要分布在3mm～9mm之间,其平均值位于3mm～5mm之间;并建立了多孔排水沥青混合料的空隙级配图;还发现混合料试件横向空隙率大于竖向空隙率,且横向的空隙平均等效直径都大于竖向空隙平均等效直径,由此得出沥青混合料横向排水能力大于竖向排水能力的结论。同时,论文从矿料级配、压实功、压实方法三个方面分析了其对沥青混合料空隙分布特性的影响,提出了采用空隙率纵向分布标准差作为判别沥青混合料离析的评价指标。通过采用不同的击实次数来分析压实功对沥青混合料空隙分布的影响,发现沥青混合料试件在双面击实50次的基础上,再增加击实次数对混合料空隙率影响不大,但是空隙大小分布更加均匀。采用击实法与碾压法两种沥青混合料成型方法的对比试验发现,击实方法制作的试件比碾压成型方法制作的试件,其内部空隙的分布更加均匀。此外,论文采用分形理论与劈裂抗拉强度试验,建立了空隙率与空隙轮廓分维数的关联方程,发现空隙轮廓分维数随着空隙率的增大而减少;还建立了空隙轮廓分维数与劈裂抗拉强度的关系式,发现沥青混合料劈裂抗拉强度随着空隙轮廓分维数的增加而增大,且可以采用上述关系式相互验证其正确性。另外,还可以采用空隙轮廓分维数来解释沥青混合料试件在材料组成与空隙率一致的情况下,强度不一样的深层原因。此外,论文通过轮辙试验对多孔排水沥青混合料空隙衰变行为进行了探索,发现车辙板试件碾压后空隙率与空隙等效直径都比碾压前要小;且碾压后空隙轮廓分维数和面积分维数都比碾压前要大。