随着我国道路交通量的日益增加和路面使用年限的不断增长,早期建成的沥青路面已经出现了不同程度的破坏,研究路面破坏原因和规律并提高路面的耐久性成为现阶段道路工作者的主要任务。其中,疲劳破坏是沥青路面破坏的主要形式之一,在极大程度上影响着路面的使用性能,与此同时,在路面疲劳损伤累积的过程中,沥青混合料自身具有一定的疲劳损伤愈合能力,从而延缓路面发生疲劳破坏的时间。研究沥青混合料的疲劳愈合性能对于提高沥青路面的耐久性具有重要意义。首先,总结了半圆弯曲试验(SCB)的应用价值,并确定了半圆弯曲试验方法为本文的主要试验方法;选择了SMA-13沥青混合料作为本文主要研究对象,并使用满足技术要求的各项原材料进行了配合比设计;采用试成型方法并严格控制切割工艺从而控制半圆试件的空隙率,筛选出符合试验要求的试件,降低试验的变异性,同时引入辅助测量技术——DIC数字图像相关技术作为SCB试验过程中获取应变数据的重要方式。其次,准备三种不同长度切缝(0mm、15mm、25mm)共3种半圆试件,分别开展强度试验和疲劳试验,建立了3种半圆试件基于应力比的疲劳方程,研究表明,试件疲劳性能随着切缝长度的增加而下降,而3种试件对于应力的敏感性则相差不大;分析了疲劳试验过程中施力点位移的变化规律;建立了基于累积能耗的疲劳方程以及单次荷载作用能耗与应力比之间的关系式;比较了3种半圆试件在不同荷载水平下主要开裂区应变的发展过程,并建立了其与位移曲线的联系。由于疲劳寿命数据变异性相对较小,本文选择不带切缝SCB试件作为后续疲劳试验的基本形式。然后,选择合适的荷载水平,在重复加载的半圆弯曲疲劳试验中引入间歇加载的疲劳模式,开展3种间歇时间(0.4s、0.8s、1.2s)下的疲劳试验,提出疲劳寿命增长率指标来评价愈合性能,确定0.8s为本文最佳愈合时间,并建立3种间歇时间下基于应力比的疲劳方程;分析了施力点位移和主要开裂区应变随荷载作用的发展情况;建立了基于累积能耗的疲劳方程,从能量角度评价了材料内部的愈合现象。最后,使用不同沥青种类和级配类型,制备了多种沥青混合料半圆试件,先后进行了强度试验以及两种加载模式下的疲劳试验,评价了不同沥青混合料的疲劳愈合性能,建立了基于应力比的疲劳方程,分析了沥青种类和级配类型对于材料强度和疲劳愈合性能的影响;同样从位移、能量、主要开裂区应变等方面对不同沥青混合料在两种加载模式下的疲劳试验过程进行分析和比较。研究发现,所用沥青的高温分级越高,相应沥青混合料的疲劳性能和愈合性能越好;级配类型对愈合性能也有明显影响。本文在半圆弯曲试验的基础上完善了沥青混合料疲劳愈合性能的试验内容和评价体系,丰富了研究成果,这对于提高沥青路面的耐久性,从而进一步提升公路建设水平具有重要意义。