沥青混凝土路面以其良好的路用性能得到广泛应用。当前,沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性等都有成熟有效的、可用于研究或生产用的试验评价设备与方法。然而,对于沥青混合料的疲劳性能,虽然有UTM、MTS等试验设备,但这些试验设备较为昂贵,试验复杂、费时费力;从而造成当前沥青混合料的疲劳性能测试往往局限在大学、研究院等的科研活动研究中。同时,作为路面结构的行车荷载具有冲击特性;而当前对沥青混合料的疲劳特性很少从冲击荷载的角度进行分析和研究。基于以上现状,论文对沥青混合料的冲击疲劳试验设备、试验方法及疲劳特性进行研究。主要研究内容与结论如下:一、沥青混凝土路面在冲击荷载作用下的力学响应分析。①利用ANSYS三维有限元数值分析平台,建立了移动车辆荷载作用下沥青混凝土路面的数值模型,对车辆移动荷载作用下的路面力学响应规律进行分析。研究表明在车辆移动荷载作用下(速度),路面结构的路表计算点竖向应力在0.1s的时间内快速增加到0.898MPa,然后迅速在0.1s的时间内迅速下降到0Mpa。且随着深度的增加,呈快速降低趋势,到底基层顶时为路表的5.97%,到土基顶时已降到路表的0.75%,表明车辆荷载引起的路面结构的竖向应力变化符合冲击规律。②将车辆移动荷载分别简化为竖向荷载或者竖向与水平荷载;分别分析不同简化模式下的路面结构力学响应规律;结果表明,车辆水平移动荷载对路面结构竖向应力与竖向位移的影响较小;车辆水平移动荷载主要对路面结构的响应时程产生一定的影响;基于以上结论,论文将车辆移动荷载简化为移动恒定竖向荷载;③建立马歇尔自动击实仪的冲击荷载模型,分析了马歇尔自动击实冲击荷载对沥青混合料的作用规律;将车辆移动荷载与冲击荷载作用下的路面力学响应规律进行对比,发现二者规律一致,故可将车辆移动荷载采用马歇尔自动击实仪的冲击荷载代替。二、研发冲击疲劳试验机,并对沥青混合料试件进行高温稳定性、水稳定性及冲击疲劳等综合路用性能试验分析。①借鉴落锤式冲击疲劳试验机、SHPB冲击压杆装置,根据第一部分数值分析的结果,对马歇尔自动击实仪进行改装,制成冲击疲劳试验机;②对冲击疲劳试验机的加载方式、应变率比等参数进行试验研究,确定冲击疲劳试验参数及试验方法;③制备的沥青混合料试件,进行沥青混合料的综合路用性能试验。试验表明对应于沥青混合料的最大疲劳寿命存在着一个最佳的沥青用量,且该最佳沥青用量比当前规范规定的配合比设计中确定的最佳沥青用量大;随着沥青混合料最大公称粒径的增加,沥青混合料疲劳寿命缩短;对于相同最大公称粒径、不同粗细类型的沥青混合料,级配越细,疲劳寿命越长;同时,不同级配类型的沥青混合料,疲劳寿命相差较大,表现为SMA-13大于AC-13大于OGFC-13。