沥青路面作为高等级公路的主路面结构类型，其耐久性问题直接影响行车驾驶的舒适性、安全性和使用效益。通过对北京市高速公路使用技术状况的调查表明，对沥青混合料抗疲劳性能、使用寿命期内的沥青路面疲劳损伤及寿命预测等进行研究，对于提高沥青路面使用品质、延长沥青路面使用寿命具有重要意义。　　首先，本文依托课题组修建的实验路，在原有研究基础上，重点对路面内部温度工作状况进行了连续实时监测，对沥青路面结构内部温度极值、降温速率、温度梯度、特殊天气影响和温度场分布等进行统计分析，建立了路面结构内部温度极值的预测模型，给出了沥青路面结构内部不同层位温度场分布规律，定量描述了使用年限内沥青路面结构内部温度场的变化规律。为沥青路面疲劳寿命预测提供了基础数据。　　本文结合实验路数据对路面内部力学工作状态进行了监测和分析。结果表明，路面各面层结构内部夏季的力学响应均高于冬季，沥青路面结构在夏季处于不利的力学工作状态。从全年平均来看，路面结构内部大部分时间处于较小的力学响应状态，较高监测值也有一定的分布，特别是上面层底部的应变，有一定比例的监测值大于800με，需要在沥青路面设计和养护维修中予以关注。　　其次，通过八种沥青混合料的间接拉伸疲劳性能试验得出其疲劳寿命和疲劳方程，对比了不同沥青混合料的疲劳性能变化规律。通过灰色关联理论得出动稳定度DS与疲劳方程截距n有较好的相关性，n随着DS的增加而呈现增大的趋势，说明沥青混合料高温稳定性提高，在应力水平较小的情况下，沥青混合料疲劳寿命呈现一定的增加趋势。综合而言具有较好抗车辙性能的沥青混合料，在一定程度上具有较好的抗疲劳性能“基因”，具体的表现需要考量路面承受的应力状况。　　第三，通过三种温度、不同老化程度下沥青混合料间接拉伸疲劳性能试验，评价老化因素对沥青混合料疲劳性能的影响。试验结果表明:随着老化程度的增加，在室内试验所采用的三个应力水平下，沥青混合料水平方向产生的应变降低，回弹模量增加，沥青混合料疲劳寿命增加。疲劳方程截距n随着老化程度的增加而增加，表明应力水平较小条件时，老化程度高的沥青混合料具有较大的疲劳寿命;疲劳方程斜率K随着老化程度的增加而增加，表明老化程度较高的沥青混合料受应力水平影响较敏感，但其综合疲劳性能仍优于老化程度小的混合料。　　通过对比劈裂试验和疲劳试验参数损伤规律，对沥青混合料疲劳损伤的衰变特征进行分析，发现它们具有很多的相似性。劈裂试验中随着老化程度的增加，劈裂强度增加，位移变形降低;疲劳试验中随着老化程度的增加，回弹模量增加，n增加，最终应变降低。建立了不同老化程度下，沥青混合料RT和n的关系模型，同时结合八种不同沥青混合料类型的疲劳试验结果，验证了该模型的适用性。　　最后，依托实体工程，根据Miner理论，考虑使用年限内沥青老化因素对路面的影响，建立了使用年限内沥青路面疲劳损伤总计的预测模型。根据疲劳损伤度的概念，对于路面整个使用周期而言，路面结构存在两个最不利时间点，如果在最不利时间点不进行相应的养护措施，沥青路面结构使用可靠性将会降低。当沥青路面达到50％疲劳损伤度和75％疲劳损伤度时，沥青路面结构将会处于不利发展状态，本文计算了它们相应的疲劳寿命。根据计算结果对依托实体工程提出了养护决策建议，即在第6年左右时应进行预防性养护或者小中修养护措施，第10年左右时应进行路面结构的大修养护措施。