沥青路面作为高速公路主要路面形式，在其服役过程中，水损害的现象时有发生。而大部分水损害都是由于在水的作用下沥青与集料之间的黏附性不足导致的。研究表明，集料的化学组分及表观特性这两特性会影响沥青与集料之间的黏附性。为了减少水损害的发生，需要对沥青与集料进行优选，采用现阶段国际上较为先进的表面能方法进行研究，探究集料化学组分及表观特性对集料表面能产生的影响。本文从集料化学组分与表观特性两个方面对集料表面能进行研究。在化学组分方面：针对仅考虑5种化学组分对集料表面能的影响以及现有试验方法等方面的不足，建立集料化学组分含量与粉末状集料样品表面能关系模型。在表观特性方面：计算得到粉末状集料样品表面能与集料表面能的差异性，在此基础上采用图像采集系统进行集料表观特性指标测量，进而进行表观特性对集料表面能的影响研究。最后建立出粉末状集料表面能预测模型以及颗粒集料表面能预测模型。基于以上研究，得到如下研究结果：
　　（1）表观特性和化学组分是影响集料表面能最主要的两个因素；在化学组分方面：基于传统毛细上升法试验仅适用于测试试剂与待测样品能够形成稳定接触角的不足，本文采用适用于完全润湿情形的修正毛细上升法进行粉末状集料样品与化学组分样品的表面能测试；基于化学组分在集料中的质量百分含量，提出一种计算集料中CaCO3含量的方法；仅考虑化学组分表面能时，粉末状集料样品表面能的影响程度为Fe2O3＞SiO2＞CaO＞CaCO3＞Al2O3＞MgO；综合考虑化学组分表面能和含量时发现：SiO2是影响集料表面能的主要因素，Fe2O3和Al2O3是次要因素，工程上以SiO2含量来判定集料是否可用具有一定的合理性，但是仍具有一定局限性；
　　（2）在表观特性方面：针对不同集料类型：三个表观特性指标的关联系数排序为棱角性＞表面纹理＞球度；针对不同集料类型，棱角性对辉绿岩影响程度最大，石灰岩最小；球度对角闪岩影响程度最大，石灰岩最小；表面纹理对石英砂岩影响程度最大，石灰岩最小。针对同集料类型，不同产地与加工方式：棱角性对辉绿岩影响程度最大，石灰岩最小；球度对玄武岩影响程度最大，辉绿岩最小；表面纹理对玄武岩影响程度最大，石灰岩最小；
　　（3）建立集料表面能预测模型，能够通过集料化学组分含量以及表观特性指标预测集料的表面能，同时适用于矿粉和集料。