沥青混合料作为一种多相复合材料,其低温断裂特性很大程度上受材料细观结构的影响,而这些因素难以通过室内试验手段体现,且常规的室内试验过程复杂、工作量大。因此,从宏细观相结合的角度采用虚拟试验方法研究沥青混合料低温断裂行为具有现实意义。本论文开展了如下工作:(1)通过分析试验参数,确定SCB室内试验加载方式,借此从断裂韧度、峰值荷载对应时间、裂缝长度的角度分析不同断裂加载模式和不同温度下沥青混合料宏观断裂特性,也为后文数值模拟结果提供对比依据;(2)构建了沥青混合料DEM数值模型,其主要包括:能够反映细观结构特性的物理模型和一种新型细观接触本构。该接触本构在不同加载条件下使用相同的数学结构,从而提供更好的模拟精度;(3)基于FISH语言编写代码,虚拟地再现SCB试验的加载条件,并导入前述沥青混合料数字模型和通过室内试验标定的细观参数,形成沥青混合料DEM虚拟试验方法,并验证虚拟试验方法的可靠性;(4)借助上述开发的虚拟试验方法,通过变换孔隙率、孔隙大小、孔隙分布、集料朝向角度、集料扁平率、集料含量、集料分布等,研究孔隙、集料几何特性和分布等沥青混合料细观结构对其断裂性能和裂缝萌生、发展规律的影响;(5)以接触力网为研究对象,分析沥青混合料集料结构特性;借助正交试验方法,分析不同组分对砂浆性能的影响规律。进而对沥青混合料组成进行优化,并通过常规室内试验予以验证。