沥青混合料是一种各向异性的多相复合材料,其颗粒间的不连续性使得沥青混合料的受力特点和破坏机理的宏观研究较为困难。离散元法在微观尺度处理多相混合材料及非连续介质材料的优势使其成为了研究沥青混合料在微观角度上的力学性能和破化机理的重要手段。沥青混合料抗剪性能是评价沥青路面性能好坏的重要指标之一。近几年,同济大学孙立军教授,毕玉峰博士提出了沥青混合料单轴贯入试验方法,是研究沥青混合料抗剪性能的有效手段,相比于传统的三轴试验等方法,其具有与路面结构受力相似、能够反映损坏机理、评价沥青和集料的性能等优点,同时试验过程简单,试验参数容易确定。本文基于CT技术和数字图像处理技术,采用三维离散元方法研究沥青混合料抗剪性能,并进行室内试验对比验证。研究探讨不同级配、油石比、加载速率、温度以及结构层组合的沥青混合料抗剪特性规律,通过CT技术获取沥青混合料旋转压实试件的集料颗粒边界信息,并将扫描后的试件进行单轴贯入室内试验;根据试验条件选取合适的接触模型,设计沥青砂浆试验获取其微观参数;利用颗粒流离散元软件PFC3D对单轴贯入试验进行模拟和分析,并结合相应的室内试验结果,探讨沥青混合料各影响因素、细微观结构特征对其抗剪性能的影响。研究结果表明:集料级配、温度、油石比、加载速率对沥青混合料抗剪强度均有影响;不同结构层组合沥青混合料抗剪强度主要取决于上面层;基于CT技术及数字图像处理技术的沥青混合料三维离散元虚拟试验能够较好地模拟沥青混合料单轴贯入试验,评价其抗剪性能。