沥青路面在温度骤降或温差较大地区,会由于温度应力的作用而产生裂缝,是世界各国普遍存在的问题。它的产生严重危害道路的使用寿命和质量,是沥青路面的主要破坏形式之一。对于沥青路面低温开裂的问题,国内外学者对此进行了大量的理论和试验研究。为了准确的评价沥青混合料的低温性能,深入研究沥青混合料低温开裂机理,本文选用了沥青混合料小梁弯曲试验、冻断试验、收缩系数试验和直接拉伸松弛试验来研究六种典型的沥青混合料。在研究过程中,主要开展了以下几项工作:首先,为了进行冻断试验、收缩系数试验和直接拉伸松弛试验,开发了沥青混合料低温性能综合试验系统。通过试验机架和测控程序的优化,该系统能够方便的进行上述试验及直接拉伸破坏试验。通过大量的试验和在长安街路面改造材料选择的应用,证明所开发的系统具有准确性高、复现性好的优点,具有实际应用价值。其次,研究发现,由小梁弯曲试验得到的三个评价指标弯拉强度、弯拉应变和弯曲应变能评价所选用的六种混合料所得结果并不一致;通过对冻断试验得到的四个评价指标的方差分析、主成分分析及考虑各指标的变异性和物理意义,确定了采用冻断温度做为沥青混合料低温抗裂性能的评价指标第三,通过对六种混合料的收缩系数试验发现,硅藻土改性沥青混合料有着较低的收缩能力;对沥青混合料小梁弯曲试验、冻断试验和收缩系数试验结果进行灰关联分析可以发现,沥青混合料弯曲应变能与沥青混合料冻断温度的关联性最大。第四,由直接拉伸松弛试验得到了所选六种混合料在不同温度条件下的松弛时间和松弛模量;基于时温等效原理及Arrhenius公式得到了沥青混合料松弛模量主曲线及主曲线族;通过对不同粘弹模型的拟合,确定了采用八单元的Maxwell模型作为材料的本构模型,并通过非线性拟合得到了材料在-10℃条件下的粘弹参数。最后,通过对沥青混合料松弛模量主曲线族的分析发现,同种材料在不同温度条件下,松弛能力随时间的变化趋势相同,只是能力有所差别。温度越低,松弛模量主曲线变化率越小。