我国公路交通一直处于迅猛的发展态势,反射裂缝成为半刚性基层沥青路面和旧路加铺沥青层的主要病害之一,在半刚性基层与沥青面层之间或旧路与沥青加铺层之间设置应力吸收层是目前广泛采用的防治反射裂缝的有效措施。橡胶沥青应力吸收层(AR-SAMI,Asphalt Rubber-Stress Absorbing Membranes Interlayer)作为路面结构层中的夹层,材料性能是防治反射裂缝成败的关键。本文在前人研究的基础上,继续对AR-SAMI防治反射裂缝的机理、抗裂性能及力学性能等作进一步深入研究,主要对以下五方面的内容进行了研究。第一方面的研究工作是对橡胶沥青材料进行直接压缩、剪切、拉伸三项基本力学性能试验,目的是评价橡胶沥青混合料的力学性能,发现橡胶沥青材料的压缩、剪切、拉伸强度与温度呈负相关,与加载速率呈正相关,同时也为道路有限元模型的建立提供力学参数;进行橡胶沥青材料的界面拉伸和界面剪切试验,目的是分析橡胶沥青材料与混凝土界面间的力学性能,同时也为道路有限元模型的建立提供参数。第二方面的研究工作是进行橡胶沥青材料的半圆弯拉试验,应用J积分理论对其抗裂性能进行评价,通过拟合试验数据来计算材料在不同温度和加载速率下的断裂韧度Jc,分析橡胶沥青材料的抗裂性能的同时也为SCB数值模拟分析提供了可靠性参考。建立橡胶沥青材料的半圆型试件有限元模型,分析弹性模量和温度变化对材料抗裂性能的影响,并与试验结果相对比。研究表明,J积分理论能够有效的评价橡胶沥青材料的抗裂性能,试件断裂韧度Jc随温度的升高而降低。第三方面的研究工作是分析橡胶沥青材料疲劳损伤特性,进行橡胶沥青材料小梁疲劳试验,分析不同因素对疲劳寿命的影响,并构建了耦合多因素的损伤模型及其损伤演化方程,得到疲劳损伤本构方程,该本构方程可以很好地描述循环荷载下沥青混合料的力学行为。并与试验数据相对比。研究发现一次函数可以很好地刻画疲劳试件的对数疲劳寿命与试验条件的关系,利用弹性—幂次强化模型对小梁试件在弹性状态和弹塑性状态下建立疲劳损伤本构方程,为道路疲劳破坏研究工作提供理论依据。第四方面的研究工作是为了更好的进行在旧水泥混凝土路面上加铺AR-SAMI后疲劳裂纹扩展及防裂控制的分析研究,进行了复合小梁疲劳试验,本次试验采用了在带有三种预制贯穿裂缝的水泥混凝土上分别加铺AR-SAMI和普通沥青的复合小梁进行疲劳裂纹扩展试验,来对比分析两种结构下加铺层疲劳裂纹扩展形式和疲劳寿命,进而对AR-SAMI的抗裂性能进行分析。对橡胶沥青复合小梁进行有限元模型的建立,分别模拟基层在不同形式裂缝情况下的断裂扩展过程,同时将力-变形曲线与试验相对比,验证试验的正确性。通过试验发现,在无论何种加铺结构,疲劳寿命大小顺序均为:斜裂缝>偏缝>中缝,并且发现铺设有AR-SAMI的复合小梁在三种裂缝形式下的疲劳寿命是无AR-SAMI的复合小梁疲劳寿命的2.01、1.87、1.72倍,可以看出铺设AR-SAMI能够有效延长路面的使用寿命。第五方面的研究工作是建立含库伦摩擦接触和粘聚接触的道路有限元模型,来进行相应的力学分析,改变有限元模型中AR-SAMI的弹性模量、厚度、摩擦系数来分析不同因素对AR-SAMI性能的影响,分析基层裂缝长度对裂缝顶端应力的影响,并提出了 AR-SAMI合理的铺设厚度。研究表明,铺设AR-SAMI后,应力强度因子K1下降幅度为47%,发现AR-SAMI能够很好地抑制反射裂缝的产生,并且经归纳总结后发现AR-SAMI合理的铺设厚度为2.5 cm。