物理硬化使沥青变硬变脆,沥青流变性质发生改变。沥青作为沥青混合料的粘结剂,沥青的流变性质直接影响沥青混合料的粘弹性质,沥青混合料松弛能力减弱会导致温度应力的累积程度加剧。然而物理硬化目前的研究多集中于沥青,忽视了其对沥青混合料温度应力的影响,从而在沥青路面温度应力的计算以及路面热疲劳寿命的预测方面存在较大偏差。因此,探究物理硬化机制对准确预估沥青混合料热疲劳性能具有重要意义。本文通过间接拉伸试验,测定了沥青混合料的模量、抗拉强度、极限应变和松弛应力,并且采用数值分析方法模拟沥青混合料温度应力的变化过程,主要进行以下3方面的研究工作。（1）采用数字散斑图像相关技术和间接拉伸试验测定了沥青混合料的模量、抗拉强度和极限应变,结果表明:物理硬化对混合料模量具有显著影响,对混合料强度和变形能力影响有限,可基于模量评价沥青混合料的物理硬化程度。硬化时间越长、温度越低、加载速率越快,相应模量越大。糠醛抽出油能够降低沥青混合料的硬化程度。（2）设计间接拉伸应力松弛试验测定了沥青混合料的松弛模量,利用广义Maxwell模型拟合得到粘弹性参数,根据时温等效原理建立松弛模量主曲线,建立了沥青混合料的温度-硬化程度等效换算关系。结果表明:降低温度、延长硬化时间会导致沥青混合料的松弛能力降低,物理硬化对混合料的中温松弛能力影响较大。（3）基于有限元方法分析了沥青混合料冻断性能,探究物理硬化对混合料温度应力的影响规律,对比分析了沥青混合料在硬化前后的热疲劳寿命。结果表明:在恒速率降温工况下,降温速率越快、硬化时间越长,冻断温度越高。在同一降温速率下,混合料的温度应力在硬化后增长速率加快。在典型地区降温工况下,温度应力随路表温度的变化而变化,物理硬化加剧了温度应力的累积程度,缩短了沥青路面的热疲劳寿命。