沥青混合料是一种由沥青胶浆、集料以及空隙组成的三相复合材料。在实际试验中,由于所选材料、施工设备、荷载条件的不同,会让混合料的力学特性变得更加复杂,不易于找寻变化规律。为了克服传统方法的局限性,对沥青混合料性能的研究逐渐转入对其非均质性和细观结构方面上来。本文基于CT(Computer Tomogrphy)扫描技术和有限元方法建立虚拟间接拉伸试验,利用数值方法对沥青混合料的力学性能进行研究。首先,借助CT扫描技术获取沥青混合料的细观结构图像,利用数字图像处理技术结合有限元方法建立包含集料、沥青砂浆以及空隙的沥青混合料二维数值模型。以Burgers模型描述沥青砂浆的黏弹性能,通过蠕变试验获取其黏弹性参数,输入ABAQUS软件中建立虚拟间接拉伸试验。以劈裂劲度模量作为虚拟试验准确性验证指标,与室内试验结果对比,误差不超过10%,验证了有限元方法的准确性。其次,以应力集中性参数和劈裂劲度模量作为评价指标,通过数值方法分析沥青混合料间接拉伸试验的影响因素。研究表明:AC-20混合料的应力集中性参数和劈裂劲度模量都比AC-13混合料要大,AC-13混合料的抗拉性能更好;级配相同时,集料分布特征的不同会影响沥青混合料的内部应力分布规律;沥青种类会对沥青混合料的抗变形能力造成影响;加载速率的变化会导致沥青混合料劈裂劲度模量的改变;空隙的存在会导致沥青混合料的应力集中性参数变大,更容易出现应力集中,在一定程度上降低沥青混合料的抗拉性能。然后,为了研究集料的细观结构对沥青混合料力学性能的影响,对粗集料的运动轨迹和形状特征进行分析。借助Image Pro Plus软件发现在劈裂荷载作用下,集料会发生平动和转动现象,且AC-13混合料的平动量和转动角度都比AC-20混合料要大,从细观角度分析级配对沥青混合料抗拉性能的影响。最后,选取不同的集料形态评价指标与沥青混合料的劈裂劲度模量进行相关分析,发现棱角性指标越大,沥青混合料的劈裂劲度模量越大,并且AC-13混合料的棱角性指标整体上小于AC-20混合料,说明集料的细观结构会对沥青混合料的抗拉性能造成影响。