传统防冰路面研究集中在防冰材料的研发和设计,而冰-路冻粘机理及强度形成机制尚不明晰。凝液层理论基于毛细粘附现象,解释了冰与基材间的冻粘,理论模型较成熟,可用于冻粘强度预测。然而,针对沥青路面材料的凝液层模型参数仍未确定,路面特性对冻粘强度影响未有定量评价。以低表面能、低冰点沥青及沥青混合料三种基材为对象,对沥青材料及路面冻粘强度模型开展了如下研究:基于冻粘强度数据变异性及断裂界面稳定性,通过界面处治、冰层厚度及冻结时间优化,提出了沥青及沥青混合料冻粘强度的评价方法;研发了低冰点、低表面能沥青胶浆及沥青混合料,提出冰点-冻粘强度同步表征方法,建立沥青基材表面冰点、接触角及冻粘温度与冻粘强度经验关系;基于凝液层理论及毛细粘附模型,提出沥青基材表面冰点、接触角及温度的冻粘强度三因素预测模型,实现沥青基材冻粘强度的准确预测。主要发现为:(1)冻粘拉拔试验界面断裂模式随温度降低,由粘聚力破坏向冰体内聚力破坏转变;冻粘剪切试验受路表构造影响,各温度下发生内聚力破坏,故非真实冻粘强度;三种沥青基材冻粘拉拔强度变异性随温度降低而下降;水泥砂浆锭子或聚酯毡垫片可改善锭子-冰层粘结状态,提升测试稳定性;确定了三种沥青基材数据稳定性最优的冻粘拉拔试验参数。(2)研发了低表面能乳化沥青及微表处,分析其路用性能与疏水改性剂掺量关系,确定最优掺量为沥青质量的2%;制备了低冰点沥青胶浆及混合料,研究其路用性能与盐化物掺入方法及用量关系,推荐等体积置换法掺入盐化物,置换率不大于矿粉体积75%;(3)提出冻粘强度-冰点同步测试方法,研究了冰点与接触角对沥青基材冻粘行为的影响。沥青基材冻粘强度与接触角、冰点呈负对数关系,与温度呈负线性关系;表面能沥青基材主要通过降低冻粘强度增长速率实现防冰,低冰点沥青基材通过同时降低冻粘起始温度和冻粘强度增长率实现抗冻粘。沥青四组分中沥青质、胶质占比增大将导致沥青极性提高、接触角降低,使冻粘强度增大。(4)基于凝液层理论与毛细粘附模型,确定了接触角、冰点及环境温度的与冻粘强度的单变量理论关系式,提取了描述凝液层特性的润湿参数与厚度参数;基于不同条件下沥青基材冻粘强度实测值,研究了凝液层特性参数的变化规律,建立了沥青基材冻粘强度与接触角、冰点、环境温度的三变量模型,对普通沥青及低表面能沥青冻粘强度预测误差小于15%,低冰点沥青预测误差小于25%。