国内外众多科研人员主要基于拉伸、压缩、弯曲及间接拉伸等室内疲劳试验,对沥青混合料的疲劳性能进行了深入的研究,由于室内疲劳试验的受力模式、试件形状及尺寸不一,疲劳试验结果表现出较大的差异性,甚至是量级上的差别,导致无法对不同试验方法所得的沥青混合料疲劳性能进行科学评价。因此,本文开展了直接拉伸、单轴压缩及间接拉伸三种不同应力状态下沥青混合料疲劳试验,对比分析了基于S-N疲劳方程的不同应力状态下疲劳试验结果,研究发现传统S-N疲劳方程并不能消除应力状态、试件形状及尺寸的影响,继而开发了一种基于屈服准则思想的疲劳特性分析新方法,达到了对不同应力状态下沥青混合料疲劳特性进行归一化的目的,实现了不同疲劳试验方法试验结果的统一,为实现从材料疲劳到结构疲劳的科学转化提供了理论、方法与技术依据。从损伤力学的基本理论出发,定义模量的衰减为疲劳损伤变量,由此推导得到刚度衰变方程。通过对试验数据进行拟合,不同应力状态下的试验结果均呈现出很好的相关性,据此建立了不同应力状态下沥青混合料刚度衰变方程,同时对比了不同应力状态下沥青混合料疲劳过程中的模量衰变规律。基于二维应力状态下的胡克定律,推导出了间接拉伸加载模式下的拉、压双模量计算公式,研究发现,间接拉伸疲劳试验中的拉伸与压缩模量衰变规律也存在着较大的差异性,且间接拉伸-拉伸模量衰变规律与直接拉伸、间接拉伸相似,间接拉伸-压缩模量衰变规律与单轴压缩相似。表明了沥青混合料疲劳过程中拉、压模量衰变规律存在着较大的差异,但不同受力模式下的拉伸模量衰变规律存在着相似性,压缩模量衰变规律亦是如此。研究成果对完善我国现行沥青路面设计规范中的荷载效应分析与路面结构疲劳强度抗力模型计算具有重要的理论意义和工程应用价值,对于推进沥青路面设计方法的发展、提高沥青路面的设计精度、延长其使用寿命将起到基础的、积极的作用。