现场钻芯取样是一种简单、直观、有效的路面性能检测方法,是道路进行养护决策时最为实用的手段之一。但现场钻取的芯样受路面病害、结构形式、钻芯操作等影响,所钻取的芯样高度往往达不到标准试件的高度,采用已有的评价方法,不能准确得到其力学指标。因此研究尺寸效应对芯样力学性能的作用机理十分重要。本文基于室内试验、数值模拟的组合分析,借助实体工程试验进行论证,对沥青混合料的基本力学性能尺寸效应进行了较系统的研究,主要研究内容如下:首先,选取四种沥青混合料类型(AC-13基质、AC-13改性、AC-16基质、AC-16改性),通过试验室成型高度为30mm、40mm、50mm、63.5mm的试件,开展劈裂抗拉试验、冻融劈裂试验及单轴贯入试验。基于数据拟合算法,经过多次数据迭代,研究高度、级配、胶结料及空隙率对试件力学性能的影响规律,推导出试件尺寸与其力学性能的等效方程,进一步推导出尺寸效应公式,拟合不同沥青混合料的尺寸效应系数公式。其次,基于有限元分析以粘弹性力学理论为基础,采用广义的Prony模型对沥青混合料的实际问题进行分析,获得不同高度试件在劈裂抗拉试验及单轴贯入试验中的受力状态,得出试件高度与尺寸效应系数的变化规律,与室内试验结果相比较,进行误差对比分析,为研究沥青混合料尺寸效应提供新的研究方法和手段。最后,对路面钻取的芯样进行室内试验,分析尺寸变化对试验结果的影响,结合本文提出的尺寸效应系数公式对非标准试件强度进行转化,分析转化后强度值的离散型,验证尺寸效应系数公式的准确性。