沥青路面在交通荷载的反复作用下,长时间处于应力应变交替变化状态,导致路面结构强度逐渐降低。当作用荷载超过一定次数以后,沥青路面产生的拉应力或剪应力就会超过强度下降后的结构抗力,使路面产生疲劳开裂破坏。目前,沥青路面的疲劳破坏现象越来越受到国内外道路工作者们的重视,并进行了大量关于沥青混合料疲劳性能的研究。本文在前人的研究基础上,对目前众多的沥青混合料疲劳性能研究方法进行了对比总结,采用传统的现象学法,选取小梁弯曲试验、半圆弯拉试验以及间接拉伸试验三种试验方式进行研究。通过ANSYS有限元分析方法,分别对三种试验方法建立试件的有限元模型,对比分析了三种模型在荷载作用下的应力、位移状态。选用AC-13、AC-20、AC-25、SMA-13、SMA-20、ATB-25六种级配进行配合比设计,并通过高温稳定性和水稳定性验证最佳油石比。对以上各级配考虑最大公称粒径,混合料空隙率,应力水平,试验温度及试验频率等因素进行正交试验设计,按设计方案完成三种试验方法的强度试验和疲劳试验。三种试验强度大小表现为:半圆弯拉试件>小梁弯曲试件>间接拉伸试件。疲劳寿命大小表现为:间接拉伸试验>小梁弯曲试验>半圆弯拉试验。然后对三种试验的疲劳寿命进行极差分析和方差分析,结果表明,不同的试验方法,各因素对疲劳性能的影响大小并不相同。最后通过多元线性回归的方法建立疲劳响应模型,回归疲劳方程。通过三种疲劳试验方法的对比分析,本文推荐使用半圆弯拉疲劳试验进行沥青混合料的疲劳性能研究。