本文在借鉴国内外相关研究成果的基础上,对低标号高模量沥青混合料与外掺剂高模量沥青混合料的材料组成及配合比设计进行研究。试验分析了高模量沥青混合料的路用和力学特性;并以提高沥青路面中面层高温动态模量为研究目标,验证了提高路面中面层高温动态模量可以有效降低沥青混合料在行车荷载作用下的压、剪应变,加大中面层混合料向下传递荷载的扩散角,减少车辆荷载作用下沥青混凝土产生的累积变形,提高路面高温抗变形能力,减小并延缓沥青路面高温车辙的产生,改善路面服务状况,延长路面的使用寿命。论文研究工作的创新性和所取得的主要研究成果如下:提出了采用低标号高模量沥青胶结料与添加外掺剂的方法可以获得高模量沥青混合料。通过车辙试验、动态模量试验、蠕变试验、劈裂试验、弯曲试验、耐久性试验等验证了高模量沥青混合料的高温抗变形能力,即其动态模量较普通沥青混合料及SBS改性沥青混合料比较有显著提高。同时,高模量沥青混合料也保证了其具有良好的低温性能、抗水损害性能及抗疲劳性能。采用数值分析的方法对路面结构在提高模量情况下的力学响应进行了分析。分析表明提高沥青路面中层模量能够有效降低路面车辙病害的发生,延长使用寿命。在道路使用的全寿命周期内可获得较高的经济效益与社会效益。提出了高模量沥青混凝土的界定标准,并建议路面结构设计采用45℃的动态模量作为设计参数,为柔性路面设计以及长寿命路面在我国的广泛研究与应用提供了可借鉴的基础资料。通过实体工程的铺筑,总结了高模量沥青混凝土路面施工工艺和质量控制指标,检测和观测结果进一步验证其良好的抗车辙性能。并为其应用与推广提供了技术保障。