沥青路面是由不同材料组成的多层结构体系,各结构层材料的特性直接影响到整个路面结构的受力性能和使用性能。路面开裂是沥青路面的主要破坏形式之一,有的是面层直接开裂,有的是基层开裂反射到面层导致开裂。路面各结构层是典型的多相复合材料,其骨料的颗粒形状及分布形态、骨料间的粘结状态等对路面开裂都有一定的影响。本文运用离散元PFC2D,采用非线性模型定义颗粒之间的接触,在细观层次上开展数值计算,模拟沥青路面在车辆荷载作用下结构内部裂缝的产生和扩展趋势,同时监测相应位置处力学状态的改变,分析裂缝的开展原因与研究解决方法。建立了路面结构离散元分析模型。首先根据沥青面层、级配碎石基层和水泥稳定类基层各自的材料特点,为其颗粒之间选择合适的接触模型。然后通过单轴压缩、劈裂和双轴压缩试验对模型的细观参数进行标定,为离散元模型提供接触模型参数。最后以沥青面层厚度为单一变量,建立三组半刚性基层沥青路面模型;以沥青面层厚度和级配碎石基层厚度为控制变量,建立六组级配碎石基层半刚性底基层沥青路面模型。每组路面模型长度都为2m,模拟道路纵向的一段,在水泥稳定类基层中预设裂缝代表收缩裂缝,按照偏载方式布置车辆荷载,在面层与基层交界面处设置测量圆,监测并记录荷载作用下的相关力学响应。对比分析了车辆荷载下不同路面结构裂缝的形成及扩展规律。半刚性基层沥青路面模型中,预设裂缝由尖端向面层延伸扩展,形成斜向加载板方向开展的反射裂缝。随着面层厚度的增加,反射裂缝发展趋势减缓,模型中细观裂缝总量减少,预设裂缝尖端处应力的集中程度削弱,水平应力、竖向应力和剪切应变峰值降低。沥青面层厚度相同的级配碎石基层半刚性底基层沥青路面模型中,反射裂缝数量减少,分布位置相对离散,结构内部的裂缝总量较多,并随级配碎石基层厚度增加而增加,沥青面层的疲劳损坏程度加重。同时,基层厚度增加,预设裂缝正上方面层与基层交界面处的竖向应力峰值降低,衰减幅度增大,应力集中程度削弱。以两种试验路结构为工程依托,进行弯沉检测、承载板检测和钻芯取样,发现车辆荷载作用下,半刚性基层沥青路面中横向反射裂缝开展严重。级配碎石基层半刚性底基层沥青路面中未见反射裂缝,但是沿行车方向出现纵向裂缝。