沥青混凝土路面疲劳开裂是沥青路面的主要破坏形式之一,也是引发沥青路面其他病害的重要原因。沥青混合料是一种复杂的非均质的复合材料,内部含有较多的孔隙和缺陷,其性能与组成材料相关,而且受温度变化影响非常显著,这使得沥青路面的疲劳问题一直是道路工程领域研究的难点和热点。现阶段对于沥青路面疲劳寿命的研究方法,主要可以分为试验研究法和理论分析法。试验研究法以实验数据为基础建立疲劳寿命与沥青路面结构层应力或应变相关的模型并以此计算沥青路面的疲劳寿命。损伤力学与断裂力学方法是理论分析法的主要内容,现阶段的研究一般用损伤力学的方法计算沥青路面的疲劳裂纹形成阶段的寿命,用断裂力学的方法计算疲劳裂纹拓展阶段的寿命,而鲜有将二者联合应用来计算沥青路面全寿命的研究。本文研究了沥青路面的疲劳损伤机理,应用非线性损伤累积理论和Paris公式建立疲劳全寿命模型,并用疲劳试验验证模型的可行性和有效性。本文的研究内容主要有以下几个方面。第一、选取跨中集中力作用下简支梁作为研究模型,推导了基于非线性损伤累积模型的疲劳裂纹形成寿命的解析解,并结合含有裂纹长度因子的Paris公式建立了疲劳全寿命模型。利用非线性损伤累积理论,研究了裂纹形成阶段损伤度与循环加载次数之间的关系、损伤度与剩余裂纹形成寿命的关系。第二、对比分析不同疲劳试验方案的优劣,选用中点弯曲疲劳试验、常应力加载模式,在-10℃、-5℃、0℃、5℃和15℃五个温度下进行沥青混合料小梁试件的弯拉强度试验和疲劳试验。第三、研究了不同温度和应力比条件下沥青混合料疲劳寿命的变化规律,研究发现:随着温度的升高,沥青混合料小梁试件的疲劳寿命逐渐降低;在同一温度条件下,沥青混合料小梁试件的疲劳寿命随着应力比的增大而减小;温度较高时,沥青路面的疲劳拓展阶段寿命在路面结构整个疲劳寿命中占较高的比例,在低温条件下沥青路面的疲劳拓展阶段寿命较小。第四、利用Origin软件对试验数据进行处理,确定-10℃、-5℃、0℃、5℃和15℃五个温度下疲劳损伤参数a*与p值,依据试验数据分别进行回归分析,拟合了a*与p与温度T的函数关系式;研究裂纹拓展速率和应力强度因子幅值的变化规律,确定15℃,0.5、0.6、0.8三个应力比条件下Paris公式参数A和n值。将全寿命模型计算疲劳寿命数值与试验数值对比,验证所建模型预测疲劳寿命的可行和有效性第五、利用Abaqus软件建立二维沥青路面有限元模型,结合本文所建立的疲劳全寿命模型计算沥青路面的疲劳寿命、损伤量,并研究路面疲劳寿命随结构层厚度和弹性模量的变化规律。