林区道路是林业和地域发展不可或缺的基础设施。相比其他高速公路、国道和省道的行车车辆而言,林区道路更多的是重载车辆和大轴载车辆,致使原设计无法满足重载交通的需求,在荷载和环境的综合作用下路面极易出现疲劳破坏。为了改善林区道路的疲劳性能,采用新材料、新技术、新工艺减少路面的损坏,延长其使用寿命,是当前改善沥青混合料路面疲劳性能的重要手段。已有研究证明硫酸钙晶须作为一种新型的沥青混合料添加剂,具有耐磨耗、耐酸碱、抗腐蚀以及耐高温等特点,并提高路面的疲劳性能。本文将硫酸钙晶须以外掺法的方式应用到沥青混合料中,并通过室内疲劳试验得到以下结论:1.基于马歇尔设计法,进行CSW改性沥青混合料配合比设计,最终确定了最佳沥青用量。2.从硫酸钙晶须掺量、应变水平、试验温度和加载频率四种不同角度基于现象学分析了沥青混合料疲劳性能的影响。可以发现硫酸钙晶须的掺入,增加了材料的疲劳寿命,但并不是掺量越多其疲劳性能越好,当掺量在3%时,其疲劳寿命达到最高值。3.从应变角度分析发现,当应变为400με时,沥青混合料耐久性更长,所以说更适合林区道路。4.从温度角度研究建立了温度-疲劳方程,并从劲度模量的角度分析了温度对疲劳性能的变化规律。5.从加载频率角度研究发现,随着加载频率的增大,试件的疲劳寿命在增加,当加载频率增加到10Hz以上时,其疲劳寿命逐渐稳定。所以,在林区路面上,以10Hz设计比较合理。并建立了频率-疲劳方程。6.基于能耗法分别进行了耗散能相对变化率和疲劳损伤的分析。从耗散能相对变化率分析得到,目前规范所说的疲劳破坏准则并非材料的真正的破坏点。并且从耗散能相对变化角度再次证明,掺量为3%时硫酸钙晶须改性沥青混合料的疲劳寿命最大。7.从疲劳损伤分析得到,在试验初始阶段随着加载次数的增大,累计损伤迅速增大的趋势,其中应变越大其损伤也越大,并且建立了疲劳损伤方程。8.通过显著性分析,四个因素对CSW改性沥青混合料的影响主次关系为:应变→温度→频率→硫酸钙晶须掺量。