沥青路面疲劳开裂是一种常见破坏形式，裂缝的出现不但破坏路面结构的整体性，影响路面美观，更为严重的是水从裂缝进入路面结构内部进而进入路基导致结构引起水损坏，大大缩短路面结构的使用寿命。目前国内外对沥青路面疲劳开裂寿命预估尚无明确有效的方法，本文在国内外研究的成果基础上，提出了基于局部应变的疲劳寿命预估方法。首先，提出了合理可行的沥青混凝土直接拉伸疲劳试验条件，建立了沥青混凝土的单调拉伸曲线方程，提出单调应变硬化系数和强度系数。应用多级多试件法建立了沥青混凝土的循环应力－应变曲线方程，提出了循环应变硬化系数和强度系数，并确定沥青混凝土具有循环硬化和循环松弛特性。建立了沥青混凝土的应变－寿命疲劳方程，并分析平均应力的影响，提出了沥青混凝土开裂的拉应变阀值和极限值。其次，基于弹性有限元数值计算，分析了各因素对荷载应变和温度应变的影响程度。基于均匀设计法，拟合了荷载应变和温度应变的实用计算公式。根据弹性理论保守系统的最小余能原理，推导出任意应力状态下名义应力（应变）与局部应力（应变）之间的关系，并推广应用到有缺口和循环加载方式的结构，同时提出了K_f－Neuber公式法和ESED法计算沥青路面局部应变的方法。最后，基于沥青混凝土的循环应力－应变曲线方程、应变－疲劳方程及局部应变计算方法，提出了基于局部应变的沥青路面疲劳开裂寿命的估算方法，可作为沥青路面设计中控制疲劳开裂的计算依据，充实了沥青路面结构设计方法。