特殊复杂环境会对沥青路面造成非常严重的损害,尤其是频冻融和强辐射,随服役时间的延长,甚至出现灾变,严重制约着道路安全服役水平。因此,建立沥青基材料在上述两种气候条件下的性能衰变模型,在路面性能发生快速衰变前进行预警,对提高道路的安全服役水平具有重大意义。在众多表征沥青基材料性能的指标中,相比于破坏性力学指标,疲劳性能更能反映沥青路面在实际服役过程中性能的衰变特性。目前现场冻融和紫外作用下沥青路面疲劳性能衰变数据几乎没有积累,但在室内标准条件下,大量的学者进行了相关研究,积攒了大量的数据。基于此,本文以冻融循环和紫外辐射为典型气候环境,利用目前已发表成果中的室内试验数据,基于机器学习的方法,建立了沥青基材料疲劳性能衰变模型;同时,对全国的冻融环境及紫外辐射进行量化分区,建立室内与实际路面发生冻融和紫外老化作用之间的关系,对实际路面在上述两种环境作用下的性能衰变规律进行预测分析。首先,统计目前已发表的成果,建立沥青混合料冻融损伤疲劳寿命衰变数据集,利用特征提取理论,以“冻融次数”、“软化点”、“加载应力”、“试件饱水率”、“初始空隙率”、“沥青用量”、“4.75筛孔通过率”作为影响因素（特征）,沥青混合料冻融损伤疲劳寿命为预测值（标签）,优选出神经网络的方法建立了沥青混合料冻融损伤疲劳寿命衰变模型,预测精度控制在8%以内,效果较好。其次,建立沥青在紫外老化作用下疲劳因子衰变数据集;利用特征提取理论,以“单位面积紫外辐射量”、“软化点”、“复数模量”、“相位角”、“试验温度”、“加载应变”作为影响因素（特征）,沥青紫外老化后的疲劳因子为预测值（标签）,优选出神经网络的方法建立了沥青紫外老化作用下疲劳因子的衰变模型,预测误差控制在7%以内,精度较高。最后,进行冻融环境及紫外辐射分区,借鉴水泥混凝土冻融损伤方面的研究,建立了室内与实际环境沥青路面冻融循环之间的关系,对现场沥青路面在冻融作用下的疲劳寿命衰变规律进行了预测;根据等量辐射原则,建立室内与实际道路服役环境中紫外老化之间的关系,对不同分区下沥青疲劳因子的衰变规律进行了分析。