近年来,在道路的发展和研究中,沥青道路凭借其自身的特点成为现代交通道路的主要结构形式。道路交通流量的迅速增长和重载车辆数的不断增加,在车轮动荷载的反复作用下,沥青路面产生剪切变形,最终形成车辙、拥包、等病害,影响道路的正常使用,会给行车安全带来严重的隐患。沥青混合料的界面相结构十分复杂,沥青道路病害往往是从界面相萌生发展的。沥青-集料界面中沥青是以沥青膜的形式存在的,沥青膜的厚度对界面相的力学性能有很大影响。因此,分析沥青膜厚度对沥青-集料界面力学性能的影响,了解沥青-集料界面失效机理,减少沥青路面损伤、提升沥青路面的路用性能,对道路研究发展有重大意义,同时也是本文关注的重点。首先,本文自行设计了集料-沥青-集料型试件及相关制备工具,采用控制试件成型荷载的方式制备不同沥青膜厚度的试件。通过电镜试验测量出试件沥青膜厚度,获得成型荷载与沥青膜厚度的数量关系,为后面研究打下基础。其次,本文采用了剪切试验的方式,对不同沥青膜厚度的试件实施剪切试验。试验获得两种不同类型的应力-位移曲线,分别是单波峰曲线和双波峰曲线。本文以峰值位置为标准,将应力位移曲线分为四种类型:SPC-1、SPC-2、SPC-3、DPC。采用高斯函数,构建四种应力-位移曲线的模型,模拟试验现象。SPC-1反映了沥青-集料界面失效过程中是以粘附失效为主;SPC-2曲线反映了沥青-集料界面失效过程中是以黏聚失效为主;SPC-3和DPC曲线反映了沥青-集料界面失效过程中是粘附和黏聚的混合失效,且粘附应力和黏聚应力的应力峰值的相对位置决定了应力-位移曲线表现类型(SPC-3型曲线或DPC型曲线)。试验得到了不同沥青膜厚度的试件在剪切试验下获得各种类型应力曲线的概率,以及试件沥青膜厚度对各类曲线参数的影响。分析界面相中结构沥青和自由沥青相对比例,研究沥青-集料界面相的失效机制。依据滑移理论分析DPC型曲线出现原因。滑移现象和滑移距离都具有一定的随机性且出滑移现象出现概率的影响因素为沥青膜的厚度、结构沥青和自由沥青的粘度。最后,进一步从断裂能角度分析沥青膜厚度对沥青-集料界面抗剪性能的影响。结果表明:随着沥青膜厚度增加,单波峰的达到峰值的位置后移,单波峰的应力峰值呈下降趋势。双波峰出现的概率随着沥青膜厚度的增加而变化。沥青膜厚为小于23μm或大于219μm,出现双波峰曲线的概率为0。沥青膜厚在34μm-129μm区间时,双波峰曲线现象有概率出现。沥青膜厚度为83μm时,双波峰出现的概率最大。沥青膜厚度决定了沥青膜中自由沥青与结构沥青的占比。自由沥青占比决定了沥青-集料界面相的失效机制,而四种类型应力-位移曲线的出现,正是由于不同沥青膜厚度的界面失效机制存在差异而产生的。沥青膜厚的沥青-集料界面,在受到剪切荷载作用时,界面失效过程需要消耗较多的能量,能量消耗比较分散,失效位移较大。沥青膜薄的沥青-集料界面,在受到剪切荷载作用过程中,会在界面失效前期的一个较短的位移区间消耗较多的能量。