透水沥青混合料由于其大空隙特点,具有排出路面积水,降低噪音以及降低路面水雾引起交通事故的发生等优势。北方季冻区季度温差较大,冬季寒冷漫长,夏季高温炎热,使得透水路面耐久性面临更大的考验。高粘改性沥青的抗老化效果可以有效解决这些问题。然而,高粘沥青热老化预估及评价抗老化性能的研究是不足。所以,本文研究不同高粘改性剂掺量下高粘沥青的三大指标,确定抗老化性能优良的改性剂掺量。首先,选用辽河90#沥青,国产OLB-1型高粘改性剂制备高粘改性沥青,采用旋转薄膜烘箱对高粘改性沥青进行老化试验,测试不同高粘改性剂掺量下的软化点、针入度、5℃延度。研究结果表明:通过试验结果建立非线性高粘沥青老化方程,能够预测高粘沥青经任意时间和任意掺量老化后的性能指标。通过层次分析法确定出指标权重,以灰色关联度作为评判准则,推荐抗老化性能优良的改性剂掺量。研究结论突破了高粘沥青在时间与掺量耦合作用下的老化研究,有助于对沥青老化性能的评价和预测。根据实体工程确定设计级配,通过调整油石比制作空隙率分别为19%、21%、24%的透水沥青混合料,研究经过冻融、老化作用后混合料路用性能变化规律,确定适用北方季冻区透水路面耐久性能优良的空隙率。基于北方季冻区的气候特点,开展冻融劈裂试验,模拟透水沥青混合料在冰冻时节雨雪灌入空隙产生的冻胀作用,并对其所引起的剥落、松散等水稳定问题进行研究。通过空隙率分别为19%、21%、24%的3组试件,对比分析冻融劈裂比的下降幅度,空隙率范围为19～21%的透水沥青混合料的水稳定性能较为优良。运用Image J软件对SEM图像进行分析,提取沥青膜剥落面积。结果表明:空隙率为19%、21%的沥青膜剥落面积百分比大致相当,印证宏观性能。针对透水沥青混合料在拌合、运输以及摊铺过程中,发生不同程度的老化,致使路面出现松散剥落等存在的问题。研究透水沥青混合料的抗老化性能,采用烘箱加热进行不同时长老化试验,对老化后的透水沥青混合料进行路用性能和微观电镜研究。研究结果表明:空隙率为19%的透水沥青混合料抗老化性能较佳。结合灰色预测中短期预测高和马尔科夫模型中长期预测精度高两者优势,建立灰色-马尔科夫模型对推荐空隙率的透水沥青混合料路用性能衰变规律进行预测。试验结果表明:在灰色预测模型的基础上,灰色-马尔科夫模型的精度可提高62.88%,更适用于透水沥青混合料耐久性能的长期预测,成果为季冻区透水沥青混合料路用性能的评价,提供了一种新的方法。