沥青混合料是以集料、沥青胶浆和空隙为主要组成部分的多相体材料,其内部细观结构与其宏观性能紧密联系。本文围绕大粒径多空隙沥青混合料具有优良抗裂性能这一优势,基于数字图像处理技术,利用CT扫描采集大粒径多空隙沥青混合料截面信息,输入Matlab图像处理软件,通过编制程序提取了大粒径多空隙沥青混合料三种组成部分,实现了图像的增强、分割及矢量化,并结合有限元分析软件Abaqus完成了试样的二维重构。基于重建的沥青混合料试样,通过对集料和沥青胶浆赋予不同的材料属性,开展间接拉伸虚拟试验,着重从试件的应力、应变和位移分布情况,与二维均质试样进行对比,同时探讨了空隙对沥青混合料劈裂试验的影响作用,以及研究了沥青混合料集料模量值对沥青混合料劈裂试验结果的影响程度,研究结果揭示了大粒径多空隙沥青混合料的应力应变具有显著的不均匀性的特点,凸显了细观结构集料与空隙在沥青混合料中力学性能的重要性。利用扩展有限单元法模拟了集料和空隙对裂纹扩展规律的影响,揭示了复合型裂纹在均质小梁中的扩展规律、集料影响下的扩展规律、空隙影响下的扩展规律。研究发现集料和空隙均对裂纹的扩展具有一定的“吸引”作用,从而改变裂纹扩展路径,延缓裂纹的扩展时间,采用数值模拟方法说明了大粒径多空隙沥青混合料在防止反射裂纹的扩展方面具有优良的性能。