大量的工程实践证明,沥青混合料的级配离析是造成沥青路面早期损坏的一个重要原因。HMA离析问题是近年来国内外研究的热点,但大多数的研究集中在施工工艺、设备与管理的防治对策方面,并没有从材料设计的层面上来解决问题。对集料和HMA的离析特性缺乏有效的试验方法与评价指标。没有使HMA的使用性能与工艺特性有机地统一起来。针对上述问题,论文从HMA这种具有一定粘性散粒体的离析特性出发,采用滑板法和料堆法对集料、HMA的离析特性进行了试验研究,通过对典型沥青混合料级配的评价,论文初步提出了以料堆法为主包括集料、沥青混合料(HMA)和现场三层次的离析评价体系,为从设计层面统一使用性能与工艺特性提供了必要的依据。采用滑板法对集料干扰特性的研究,从单粒级试验开始,通过多粒级干扰、级配相互干扰试验,发现了粒级相互干扰的规律。试验表明,由于干扰的两面性,存在一个总体效果较好的粒级分布。基于上述机理性的研究,提出了“以中粒级为主,控制粗粒级与细粒级”作为设计抗离析HMA的基本原则。采用料堆法对HMA的离析特性进行的研究,阐明了由于粘性的作用,HMA的离析轻于集料,但离析总体的规律是一致的。采用本文所建立的离析评价体系对常见的级配类型进行了马歇尔指标的使用性能测定。试验研究和现场验证结果表明,调整粒级分布,使使用性能与离析特性统一具有可操作性。为了验证试验结果,除了结合铁四高速公路、沈山高速公路等大修工程现场测定外,论文还以沪宁、沈山高速公路等使用经验为依据进行了验证,并分析了NAPA提出的有关抗离析的级配设计原则存在的局限性,提出了抗离析HMA设计的基本原则,使从设计层面实现使用性能与工艺性能统一的研究得以深化。采用离散元法对级配混合料进行了颗粒离析模拟的探索性研究,模拟结果与滑板法和料堆法的试验结果总体而言是一致的,进一步从数字模拟的角度探讨颗粒离析问题。