沥青路面作为我国高速公路路面结构的主要形式,具有平整度高、耐磨性好等优点,但在日益繁重的行车荷载和自然环境的作用下,沥青路面常会出现微小裂缝随后发生开裂扩展,导致路面使用性能和使用寿命降低,增加了养护成本,因此研究裂缝的扩展特性有很大的实际价值。现有关于沥青路面裂缝的研究很大部分是基于弹性层状体系理论,通过层间拉应力和剪应力来判断裂缝扩展状况,但传统体系无法解释裂缝尖端处的应力集中现象,和实际情况有较大差距;而基于断裂力学的传统有限元法在建模时,裂缝尖端处的单元形式很多仍为常规单元,虽然计算速度快但精度不够;对温度应力与荷载耦合作用时裂缝扩展的研究较少。鉴于以上分析,论文基于断裂力学理论,模型中设置奇异单元确保满足精度要求,并引入应力强度因子分析裂缝尖端处的应力场。运用子程序实现移动荷载的施加与路面温度场的模拟,分析荷载作用下的裂缝扩展因素并对温度敏感型裂缝进行温度荷载耦合模拟并分析。研究的主要内容如下:(1)建立含路表纵向裂缝的沥青路面有限元模型,施加移动荷载,考虑行车速度、轴载以及上面层、中面层和下面层弹性模量对纵向裂缝扩展的影响。分析表明在移动荷载下,路表纵向裂缝以Ⅱ型开裂扩展为主,低速和重载会促进纵向裂缝的扩展;上面层模量越大,中面层和下面层模量越小越容易发生Ⅱ型开裂扩展。(2)基于传热学理论,结合冬季寒潮气候,建立含路表横向裂缝的沥青路面模型,考虑温度应力、交通荷载以及荷载-温度应力耦合对横向裂缝扩展的影响。分析表明,在低温时横向裂缝主要发生Ⅰ型开裂扩展,移动荷载单独作用下主要发生Ⅱ型开裂扩展,耦合作用下Ⅰ型裂缝扩展受温度应力影响很大,Ⅱ型开裂扩展受温度应力影响较小。(3)参考半刚性沥青路面的结构形式,建立含反射裂缝的扩展有限元模型,施加循环荷载,考虑面层厚度,基层模量和轴载对反射裂缝扩展的影响。分析表明减小基层模量,面层厚度和轴载的增大可导致反射裂缝在面层中加速扩展。