日趋复杂的交通状况使得轮载作用下的沥青路面内部产生较大的剪应力,而沥青混合料的设计过程中并未考虑材料的抗剪能力,这可能是沥青路面早期损坏严重的根本原因。由于沥青混合料具有复杂的力学特性,采用传统的宏观试验和数值模拟研究难以深入探究沥青混凝土路面在满足设计标准的情况下出现早期病害的内在机理,开展沥青混合料的细观纯扭力学分析对解决这一问题具有重要意义。首先基于Delaunay算法构建沥青混合料的随机粗集料几何模型,并对随机粗集料几何模型的级配曲线和粗集料骨架间隙率(VCA_mix)进行评估。采用虚拟筛分手段得到二维和三维随机粗集料几何模型的级配曲线分布在级配上下限之间;采用粗集料几何模型计算得到二维和三维的随机粗集料几何模型的粗集料骨架间隙率分别为38.08%和40.01%,与试验室实测的粗集料骨架间隙率37.17%较为接近。其次依据生成的有限元非结构化网格和随机粗集料几何模型建立沥青混合料的细观有限元模型。根据非结构化网格模型的单元和节点信息以及随机粗集料的几何模型在几何关系判断规则下提取粗骨料的单元集合,考虑孔隙分布在粗骨料的间隙,提取满足孔隙率要求的孔隙单元集合以及沥青砂浆单元集合。根据节点信息、单元信息以及粗集料和沥青砂浆的单元集合通过INP文件建立起符合沥青混合料细观结构的有限元模型。最后依据建立的沥青混合料细观有限元模型开展了低温线弹性条件下沥青混合料的纯扭模拟试验。为了研究细观结构对沥青混合料纯扭力学性能的影响,分析了细观模型中的粗集料和沥青砂浆的应力分布情况和底部端面内粗集料边缘的切应力分布情况;为了研究粗集料的沥青砂浆弹性模量对扭剪应力产生的影响,采用控制单一变量原则分别对不同弹性模量的粗集料和沥青砂浆进行模拟分析。研究结果表明:（1）沥青混合料的细观结构对扭转剪切的应力分布有重要的影响,不能忽视;（2）随着粗集料弹性模量的增加,试件的最大切应力和粗集料承担的切应力呈现上升趋势,沥青砂浆承担的切应力呈现下降趋势;（3）随着沥青砂浆弹性模量的增加,试件的最大切应力和粗集料承担的切应力呈现下降趋势,沥青砂浆承担的切应力呈现上升趋势。