近年来,我国交通领域取得了一系列辉煌的成就,其中公路建设领域的成就也是格外突出。但是,随着公路使用时间的增加,一系列突出问题也就慢慢出现了,尤其是在重复行驶的重载车辆多次的轮压作用下,沥青混合料路面还未达到设计使用年限便出现了裂缝,从而面临由于疲劳破坏而被迫退出服务期的境遇。传统的沥青路面的疲劳破坏形式主要是沥青路面的弯曲疲劳破坏,这种破坏形式主要形成自下而上(bottom-up)的裂缝形式。然而,随着重载,超载型车辆的增多,加之现在半刚性基层的大量使用,使得当下的裂缝形式的主要形成方式成为了自上而下(top-down)的剪切疲劳破坏。因此,剪切开裂成了当下沥青路面的主流破坏形式。因此,本文通过利用CT扫描技术和沥青混凝土微观结构数字图像处理程序(MASAC)来得到沥青混合料试件的各内部具体信息,并且基于三维离散元法,利用软件PFC3D实现沥青混合料试件的虚拟三维离散元建模,进一步在得到的模型基础上进行沥青混合料剪切疲劳试验的数值模拟,然后利用室内试验对得到的相应结论进行验证,从而探究不同级配类型、不同油石比、不同温度等因素对沥青混合料剪切疲劳性能的影响效应。研究结果表明:集料级配、油石比、温度、空隙率、加载频率等对沥青混合料的疲劳寿命都有影响;利用三维离散元软件PFC3D所建立的沥青混合料虚拟剪切疲劳试验在模拟沥青混合料剪切疲劳试验方面是有效可行的,且效果突出。