沥青混合料的低温开裂是沥青路面主要病害形式之一。在道路设计向力学—经验设计发展的大趋势下,现行设计体系对低温开裂的考虑主要基于经验设计,而经典连续力学理论在裂缝尖端遇到奇异性等困难,离散元等方法受到计算效率限制,均难以为研究断裂提供合适的力学模型。近场动力学理论在处理断裂问题方面具有理论优势,有望为沥青混合料开裂机理的研究提供力学基础。本文选用半圆弯曲试验作为验证对象,依据“键”为基础的近场动力学建立沥青混合料数值模型,分析半圆弯曲试验过程中试件的变形、受力以及能量变化,并考虑粗集料、空隙率和微裂纹等对沥青混合料低温开裂的影响。本研究主要有如下四个方面:(1)采用半圆弯曲试验,分析了沥青混合料的低温抗裂性能与沥青种类、老化程度的关系。结果表明沥青混合料的开裂受多种因素共同影响,十分复杂,选用沥青混合料宏观性能参数作为数值模拟输入参数比较可行。(2)以沥青混合料低温回弹模量等为输入参数,建立了沥青混合料二维细观结构的近场动力学数值模型,模拟了半圆弯曲试验并与实验结果对比,发现加载力随加载方向位移的变化与实验相近,断裂能相差6%以内,裂缝拓展规律与试验结果一致,且计算效率较高,说明近场动力学在沥青混合料开裂模拟上具有优势。(3)应用数值模型分析了试验中试件变形、受力和能量变化,结果显示试件内部的拱效应造成了加载力呈现双峰变化,顶部输入能量有较大部分用于塑性变形,采用AASHTOTP 105-13推荐方法计算得到的断裂能与实际断裂能较为接近。(4)应用二维细观近场动力学数值模型模拟并分析了空隙率、集料大小和微裂缝对开裂的影响,结果表明空隙对沥青混合料低温开裂具有双重作用,存在较优空隙率区间;在本研究考虑的条件下,集料较粗时沥青混合料抗裂性能较强;微裂纹与裂缝拓展方向夹角较小时,对裂缝拓展路径影响较大。