重复的车辆荷载和温度条件的改变会导致沥青路面出现各种病害,掌握沥青混合料失效破坏过程的失效机理与力学响应规律是提升沥青路面性能设计与结构优化,进而延长道路使用寿命的关键。声发射技术作为一种动态无损检测手段,能够动态感知受力状态下材料或结构内部每一微小损伤,实现对损伤源位置的诊断与材料性能的评价。本文旨在通过探讨沥青混合料失效破坏过程中力学行为与声发射过程的关系,其中结合源定位算法、信号特征提取与降维表达、损伤理论推导与数值模拟,达成对沥青混合料声发射源的位置诊断、损伤特征分析与损伤状态评价。首先,开展了声发射信号传播特性与源定位的相关试验,分析了小波阈值降噪过程中所涉及的小波基函数甄选、分解层数确定与阈值规则选择等相关问题,对AE信号降噪效果的影响,阐明了AE源定位时延估计的小波分解-互相关方法可靠性,揭示了沥青混合料失效破坏过程中裂纹扩展趋势;其次,开展不同加载方式下沥青混合料的相关试验,探讨了不同荷载水平条件下声发射活动的规律,得到了声发射参数与疲劳损伤演化的关系,阐明了脆化点温度在评价材料状态转变的重要性;再次,应用局部切空间排列方法获取高维特征数据集的低维嵌入,实现了利用支持向量机对声发射信号类型的模式识别,并基于统计分析方法,提出了沥青混合料失效破坏阶段的判别依据;最后,探讨了声发射源产生机制与力学行为的关系,构建了声发射能量参数与其损伤过程的损伤因子之间的定量关系,标定了Weibull分布的疲劳损伤演化模型参数,并通过数值模拟,验证了基于声发射参数所标定的疲劳损伤演化模型的有效性。研究表明:(1)随着传播距离的增加,声发射信号的幅值和能量会发生明显衰减,信号波形与频率也出现相似的规律,信号有效传播距离为100mm;经果蝇优化阈值降噪后,声发射信号具有更高的信噪比和更低的均方根误差,意味着其降噪效果优于其他传统阈值规则;经信号降噪、小波分解与互相关相耦合的时延估计法,所得到的信号时差最小,由此计算出的定位结果与实际断铅位置更为接近,表明该方法具有较高的准确性;该方法成功地应用在沥青混合料失效破坏过程的声发射源空间定位中,其定位结果可直观地反映试样内部裂纹产生的位置与发展方向。(2)单调加载条件下,声发射活动在不同荷载水平下存在明显差异,表明声发射信号特征可以作为判别沥青混合料破坏过程中材料性能变化的依据;疲劳荷载条件下,声发射活动与沥青混合料疲劳损伤状态密切相关,声发射幅值与能量参数的变化,这有助于深入理解材料的损伤行为;温度荷载条件下,声发射参数突变点对应的温度被称为脆化温度,可用于判断低温条件下沥青混合料状态的转变。(3)声发射累计参数在材料的失效破坏过程中呈阶段性分布规律,可以用其作为破坏阶段性划分的评价指标;声发射信号特征反映了损伤源的失效机制,局部切空间排列方法能够较好地提取不同类型信号高维特征的低维嵌入特征,进而实现对材料失效破坏过程声发射信号类型的识别,达成其失效破坏阶段的模式识别。(4)声发射信号能量参数能够反映沥青混合料疲劳损伤过程,将它所定义的损伤因子对疲劳损伤演化模型的参数进行标定,通过数值模拟发现,该疲劳损伤演化模型能够较好的反映小梁疲劳试验中材料的损伤过程。研究成果打造一种适用于沥青混合料的声发射信号感知与源定位方法,阐明了沥青混合料失效破坏过程的声发射信号特征,有望为沥青路面结构的缺陷诊断与性能评价提供支撑。