近年我国在交通建设领域取得了重大的进步。在道路建设方面,沥青路面作为高等级路面一直备受重视,但许多沥青路面在服役期间出现的各种破坏现象不可忽视。沥青路面的破坏形式种类繁多,其中以拉伸破坏与弯拉破坏现象尤为显著。因此研究这两类破坏现象的影响因素及破坏机理是一项备受关注的重要工作。室内试验中劈裂试验和三点弯曲试验操作简单,且试件内部应力状态贴近沥青路面实际工作状态,因而较为适合用来研究沥青混合料的拉伸破坏和弯拉破坏现象。本文研究的内容主要有:(1)采用湘潭华旺沥青拌合场生产的路面施工所用的碎石以及沥青,通过沥青、石料和矿粉的基本物理实验获得沥青及石料的基本力学性能。使用课题组已测定最佳油石比的AC-20级配制作马歇尔击实样,通过UTM试验机与马歇尔稳定度测试仪进行3种温度下的劈裂试验。(2)开展了沥青混合料颗粒接触模型试验,自行设计了用于沥青混合料接触模型试验的制样以及辅助加载装置,对胶结石棒试样进行了0℃,15℃,30℃三种温度条件下的拉伸、压缩、剪切力学测试,测定沥青砂浆的相关力学参数。试验结果显示,随着温度的降低,胶结石棒的抗拉、抗压、抗剪强度均有所提高。压缩曲线在峰值抗压强度后成应变软化规律;温度的降低会抑制胶结物的粘滞效应,使得峰值点后拉伸、剪切力下降速度加快,愈加趋于脆性破坏。将三种力学响应与离散元接触模型对比,结果表明力学响应基本一致。(3)建立了沥青混合料劈裂试验微观结构模型,验证了本文所设计接触模型试验的可行性以及接触参数的合理性。并分析了加载速率、级配、空隙率对劈裂试验中轴向力峰值的影响程度,结果表明加载速率每增大1倍,轴向力峰值增大25%左右;在同一级配范围中,轴向力峰值会随粗集料占比增加而提高,在不同级配情况下轴向力峰值会随着最大公称粒径的减小而降低;孔隙率每增加1%,轴向力峰值降低5.7%左右。另揭示了劈裂试验中拉破坏机制,探讨了加强沥青路面面层和底层沥青混合料的强度可有效抑制沥青路面拉破坏现象。(4)建立了沥青混合料三点弯曲试验模型,分析在相同应变条件下,加载速率、级配、空隙率对沥青混合料小梁试件抗弯拉性能的影响,结果表明,在相同应变率条件下,加载速率每增大一倍,裂隙数量增长幅度为87%左右;随着最大公称粒径的增加,试件中裂隙数量增长幅度约为62%;沥青混合料的孔隙率每增大1%的,裂隙数量增长幅度为20%,综上三类影响因素中加载速率对试件抗弯拉性能影响程度最大,级配次之,空隙率最低。另揭示了三点弯曲试验弯拉破坏机制,探讨了加强沥青路面受荷位置底层沥青混合料的强度,提高沥青混合料中集料分布的均匀性两种方法可有效抑制沥青路面弯拉破坏。