目前我国正处于高速公路沥青路面稳定建设时期,高质量的路面材料已成为发展的必需,复合添加剂改性沥青混凝土因其优良的性能在一定程度上满足了高性能路面使用需要。针对自主研发的三种不同聚合物复合添加剂,应用图像处理对比研究了添加剂种类、拌和温度及拌和时间对拌和效果的影响规律。研究表明,干拌过程中,复合添加剂在热能与机械能耦合作用下对集料预改性,且在不延长拌和时间的情况下,复合添加剂能均匀的分散在热集料中,不同拌和时间下,复合添加剂的碎石覆盖率不同,不同添加剂经过干拌后,其形态变化也不同。通过对掺加复合添加剂改性沥青胶浆进行锥入度试验、DSR蠕变试验,分析了三种复合添加剂对沥青胶浆性能影响,提出了基于改良锥入度的复合添加剂改性沥青流变特性评价新法。研究表明复合添加剂的掺入降低了总蠕变,弹性变形和可恢复弹性变形增加。针对AC-13C和AC-20C两种级配,研究了添加剂剂量和类型对马歇尔体积指标影响。研究表明复合添加剂的掺入改变了沥青混合料的体积参数VMA,从而导致沥青黏结膜厚度变化,在此基础上提出了基于沥青黏结膜厚度的沥青混合料配合比设计方法,建立了混合料体积指标诺模图,编制了沥青黏结膜厚度计算程序;车辙试验和抗剪切试验结果表明掺加复合添加剂能显著提高沥青混合料高温抗变形能力,低温小梁弯曲、马歇尔浸水稳定度、冻融劈裂和基于动水冲刷的冻融劈裂试验结果表明合理的添加剂掺量及类型能有效提高混合料的抗低温开裂和抗水损害能力;老化试验结果表明不同复合添加剂改善抗老化效果不同。结合我国沥青路面气候分区、综合性能改善效果和经济效益分析推荐了复合添加剂最佳掺量范围及类型。最后建立了基于最优性价比的改性沥青混凝土经济效益分析模型,并依托试验段的铺筑总结了在实际工程应用中的复合添加剂类型与掺量优选、施工工艺和控制措施。