乳化沥青冷再生材料已广泛应用于国内外高等级公路的基层,在服役期间受冻融、行车荷载等因素作用,乳化沥青冷再生混合料层通常因疲劳开裂问题影响沥青道路使用品质。因此,掌握其疲劳损伤特性与冻融后疲劳开裂行为,可为提升乳化沥青冷再生混合料层疲劳性能提供理论指导。离散元法数值模拟,是探究沥青类复合材料细观力学特性的重要研究手段,同时被广泛应用于沥青混合料细观开裂行为研究中。为更为深入地研究乳化沥青冷再生混合料疲劳性能,解决宏观力学试验研究的局限性,本文结合宏观试验与离散元法数值模拟,将离散元法数值模拟作为宏观试验的辅助工具,从宏观与细观两个尺度开展以下研究。1.本文借助CT扫描技术与PFC3D颗粒流程序,引入线性刚度模型、Burgers模型等力学模型,结合力学模型宏观力学参数获取方式、宏细观力学参数转化方法和细观力学参数修正方法,建立与室内试件力学特性、空隙特征和级配特征一致的乳化沥青冷再生混合料离散元模型。2.根据不同应力比下间接拉伸疲劳室内试验的实现方法,基于疲劳损伤理论实现离散元模型仿真间接拉伸试验,对比室内试验与仿真试验的疲劳寿命、中心拉应力与疲劳方程,验证离散元数值模型的准确性与可靠性,并获取模型中的接触力力链分布、接触力力链数量、接触力力链水平夹角、位移场、运动轨迹和水平位移等特征参数,从宏细观尺度探究乳化沥青冷再生混合料的疲劳损伤演化特性。3.基于室内乳化沥青冷再生混合料试件和乳化沥青水泥砂浆试件的冻融循环试验结果,开展冻融后二维乳化沥青冷再生混合料离散元模型仿真间接拉伸疲劳试验研究。仿真试验中以不同冻融循环次数下的空隙率和乳化沥青水泥砂浆强度作为影响因素,获取不同冻融循环次数下疲劳寿命和裂纹数量随荷载作用次数的变化情况,同时从裂纹数量、裂纹分布和发展路径三个角度,描述冻融循环作用后乳化沥青冷再生混合料的疲劳开裂行为,并探究冻融循环对乳化沥青冷再生材料疲劳损伤特性及开裂行为影响。结果表明,采用离散元法数值模拟与室内试验结合的研究手段探究乳化沥青冷再生材料疲劳性能是可行的。较小应力比,大应力比下乳化沥青冷再生材料受拉力影响更大,疲劳损伤更为严重。冻融循环作用影响着乳化沥青冷再生混合料的疲劳开裂行为。