随着交通量的日益增长,沥青路面在服役过程中往往出现各类早期破坏。其中最主要的破坏形式之一就是路面开裂,极大地影响了沥青路面的服役性能。传统的沥青路面设计方法将沥青混合料等路面材料视为均质材料,仅从宏观尺度给出了相应的设计指标,而实际上路面材料是非均匀多相复合材料,这就导致了沥青路面实际应力分布的不均匀,局部的应力集中将使路面开裂。沥青路面的宏观裂纹起源于路面材料集料-联结料之间的界面微裂纹,在荷载的作用下,路面材料的界面发生损伤,出现微裂纹,荷载的多次反复作用将使微裂纹发展、汇聚,最终形成可见的宏观裂纹,大大缩减了沥青路面的实际使用寿命。因此研究车载作用下沥青路面的多尺度应力响应以及界面损伤状态很有必要。论文基于代表性体积元理论、数字图像处理技术、内聚力模型理论,分别建立了沥青路面的三维宏观有限元模型、沥青路面各结构层的二维细观有限元模型和二维界面模型,并通过有限元子模型技术将不同尺度下的有限元模型关联起来,分析了标准轴载下沥青路面多尺度应力响应以及界面损伤特性。主要的研究成果以及结论如下:(1)宏观尺度下,半刚性基层与底基层层底轮隙中心处受到较大的纵向拉应力作用,路表轮隙中心处则是横向受拉,沥青混合料面层均受到较高的剪切作用,剪切应力在中面层达到顶峰。(2)细观尺度下,沥青路面各层的应力响应极值均出现在集料与联结料交界面处,并且远大于宏观应力响应。(3)细观尺度下,上面层、基层和底基层的材料界面更易发生轻微损伤,其余各层界面无明显损伤;沥青混合料面层的界面微裂纹以滑移型为主,半刚性基层与底基层的界面微裂纹以张开型为主;基层与底基层界面微裂纹主要沿路面横向发展,路表界面微裂纹主要沿路面纵向发展。(4)界面粘聚强度和界面断裂能对界面损伤状态有着极大的影响,而集料和联结料的劲度模量对界面损伤状态的影响很小;界面黏聚强度的提高将提高界面的损伤程度,而界面断裂能的提高则会降低界面的损伤程度。(5)宏观分析结果表明标准轴载下沥青路面各层应力响应极值并不足以使路面破坏,而界面分析发现上面层以及底基层的界面已经发生不同程度的轻微损伤。这说明沥青路面设计仅从宏观尺度考虑是不完善的,还应当考虑路面材料细观非均匀结构对路面应力分布的影响以及界面损伤效应。