沥青混合料的疲劳性能指标是沥青路面结构设计的重要技术参数指标之一。研究沥青混合料在特定的交通与环境条件下的疲劳特性对于沥青路面设计、施工和养护具有重要的指导意义和规范作用。本文主要对应变控制模式下的SMC（Styreneic Methyl Copolymers）温拌改性超薄磨耗层的疲劳性能进行了研究。为将SMC温拌改性超薄磨耗层应用于我国道路预防性养护,改善交通环境,提高道路路面使用功能提供试验基础和理论依据。首先对SMC温拌改性沥青混合料进行配合比设计。设计了4.75mm关键筛孔通过率分别为30%、35%、40%、45%的四种配合比。采用一种基于集料最紧密嵌挤状态的油石比确定准则确定了各配合比沥青混合料的最佳油石比。对各配合比的SMC温拌改性沥青混合料的基本路用性能进行验证。通过对比分析各配合比沥青混合料的路用性能,确定了矿料的4.75mm关键筛孔通过率范围为35%⁴0%。然后采用四点弯曲疲劳试验对SMC温拌改性超薄磨耗层的疲劳性能展开试验研究。通过试验数据分析几种典型的疲劳参数,结果表明弯曲劲度模量、归一化次数积、相位角、残留劲度模量比随循环次数的变化都呈现明显的三阶段规律。通过现象法和能量法建立疲劳方程分析SMC温拌改性超薄磨耗层的疲劳性能。研究结果表明现象法分析SMC温拌改性超薄磨耗层沥青混合料的疲劳性能更适用于以50%的初始劲度模量为终止条件的情况。能量法分析SMC温拌改性超薄磨耗层沥青混合料的疲劳性能,结果表明耗散能相对变化率在第二阶段（RDEC₂）与第三阶段（RDEC₃）之间的突变点对应的循环次数作为SMC温拌改性超薄磨耗层沥青混合料疲劳失效的判据是合理的。