车辙是江苏省高速公路沥青路面的主要病害,目前江苏省的大部分高速公路路龄已经超过10年,部分超过15年,已经超出了原先的设计使用年限,于是,摆在路面养护管理者面前的主要问题是,现役的沥青路面高温性能的是否出现衰减,面层的车辙深度增长是否会在未来数年出现加速。为了回答这一问题,必须深入研究实际沥青面层抗车辙性能的变化规律,并对未来的车辙深度发展进行合理的预测。首先,本研究设计了一种全新的多序列重复加载试验,提出了基于该试验的两个全新的评价指标——复合平均应变率及复合蠕变劲度模量。通过进行不同加载顺序、多个应力循环下的多序列重复加载试验以及两种应力下的传统重复蠕变试验,探究了加载顺序对复合平均应变率的影响,应力循环对永久应变率的影响以及永久应变率随应力大小的变化规律,对比了新旧评价指标的变异性和对不同改性沥青混合料高温性能的区分度。基于路面结构有限元模型的力学响应和温度场计算结果,确定了用于改进版的多序列局部加载试验的压头直径、各面层的加载应力范围及试验温度。然后,基于多序列局部加载试验,提出了一种从蠕变曲线中计算材料动态模量的方法。对不同级配和沥青类型的混合料分别进行了不同应力水平下的传统动态模量试验和多序列局部加载试验。根据动态模量试验结果,探究了加载频率、应力水平、最大公称粒径、沥青类型、PG等级对混合料动态模量的影响;根据多序列局部加载试验结果,分析了应力水平、重复加载次数、应力循环次数、混合料类型、试件高度对混合料动态模量的影响。最后,对比了两种方法测得的动态模量的差异。接着,对不同高速公路断面的中面层芯样分别进行了间接拉伸动态模量试验、汉堡车辙试验和多序列局部加载试验,探究了不同试验高温性能评价指标的相关性,以及各评价指标与路面车辙性能的相关性。随后,对多条高速公路断面不同层位的芯样分别进行了多序列局部加载试验,分析了取芯位置、沥青类型、混合料密度、层位、累积轴次、路龄等因素对混合料永久应变率的影响,提出了沥青混合料永久应变率随累积轴次的四阶段变化规律,根据试验结果确定了不同层位在不同等级应力下的应变率发展阶段;同时分析了永久变形对不同层位混合料动态模量的影响程度;最后,建立了包含五个经验参数(标定系数、永久变形贡献率、结构层厚度、车道分布系数、累积轴次)和一个力学参数(双重复合平均应变率)的力学经验法车辙预测模型。以沿江高速为例,计算了路面的温度分布系数、轴重分布系数,统计了历年的累计轴次,建立了不同轴重区间下各层混合料的温度复合应变率随路龄的分段拟合规律,计算了历年的双重复合平均应变率,预测了沿江高速从通车至未来五年的车辙发展,通过与实际值的对比确定了标定系数,然后采用该标定系数预测并验证了江苏省镇溧、徐济高速取芯断面于2017-2018年的车辙增量。本文的研究成果为评价沥青混合料的高温性能提供了全新的试验方法、评价指标,开辟了新的角度来揭示沥青混合料应变率的变化规律和进行符合路面实际轴载谱的车辙预测,可为实际路面车辙病害的养护管理提供更准确的解决方案。