沥青路面存在的车辙、推移、波浪和拥包等变形类病害与沥青混合料的抗剪性能有密切关系。近年来越多越多的学者通过扭转剪切试验研究沥青混合料的抗剪强度。由于受试件尺寸、截面形状、端部约束及复杂应力状态等的影响,试验结果存在离散性。论文旨在通过对实际试验条件下的沥青混合料压扭力学性能进行理论和数值模拟分析,以期为试验研究提供指导。首先,对比沥青混合料抗剪试验的实际情况,以“试模+试件+试模”三组分为实际构件,考虑各组分的材料特性、长度、截面形状及尺寸、端部约束等因素,研究在扭转荷载作用下构件各组分的力学特点。采用弹性力学解析分析方法,获得金属试模/沥青混合料试件、方形截面/圆形截面、不同试模/试件长度等情况下的纯扭荷载条件下的理论解析算式。最后通过代入表征试件与试模具体物理特性的数值进行解析计算,获得纯扭试验下各组分的应力应变。其次,基于“试模+试件+试模”三组分构件形状、尺寸、材料等参数,采用有限元数值模拟方法,对模型施加纯扭矩后分析各组分的应力应变情况。利用ANSYS有限元结构分析程序,考虑(1)试模与棱柱形试件端部通过凹槽固定;(2)试模与圆柱试件端部通过环氧树脂粘接固定,针对上述两种情况,施加纯扭荷载,在线弹性条件下,获得试件的应力、应变变化规律。同弹性力学解析法得到的具体结果对比后,得到弹性力学解析法可以粗略预估棱柱试件中最大剪应力及试件两端面的相对扭转角的结论。同时,得到了重力、试件形状、试模尺寸、试件试模连接方式等对于扭转棱柱形试件应力应变结果的影响。通过对纯扭圆柱形试件有限元模拟结果进行分析,发现试模对于圆柱形试件剪应力的分布影响不大。最后,基于纯扭有限元数值分析的两类试件模型,同时施加轴压-扭转荷载,考虑不同的压-扭荷载比例下,两种不同截面的试件在线弹性条件下的应力、应变变化规律。通过分析得出,相比于纯扭试验,压扭试验可以有效帮助区别试件的破坏形式。