近年来沥青路面建设获得飞速发展的同时，也出现了不同程度的早期病害。这些病害中以高温车辙、低温缩裂等温度相关病害最为突出。目前主要应对思路是提高路面材料的性能标准，这大大增加了工程造价和施工难度，且并未从根本上解决这些问题。考虑到此类病害均与路面结构恶劣的温度状况有直接关系，可以从路面温度场影响因素的研究入手，寻求主动控制、调节温度场的技术手段。基于以上思路，文章根据瞬态传热学基本理论建立并验证了温度场有限元模型。采用该模型研究了上面层路面材料导热系数、比热容、吸收率和发射率等热物性质对路面结构各层温度状况的影响规律。在确定导热系数的重要性基础上，以缓解低温缩裂和高温车辙两种病害为评价指标，研究了沥青路面三面层导热系数的合理优化分布。研究发现，增大上中面层导热系数可以明显改善路面的低温状况，而减小上面层导热系数可以改善路面的高温状况，并且存在变化敏感点，约为4500J/m·h·℃。这为基于调节温度场的路面结构设计提供了理论依据。为研究改善沥青混凝土等效导热系数的方法，采用细观力学的手段探究其影响因素。在细观数值模型构建过程中，考虑到现有建模算法的缺陷，引入了物理引擎的概念。在比较多种主流开源物理引擎基础上，论述了用于数值建模时选择物理引擎的原则。阐明了物理引擎的基本理论以及仿真流程，并根据建模需要选择了Bullet作为计算核心。在分析其系统架构的基础上采用SWIG进行编译封包，便于使用Python进行系统集成。基于蒙特卡罗思想建立了骨料顶点坐标数据库，进一步基于物理引擎进行了指定级配骨料的投放并实现可视化。三维随机模型的构建实例说明这套方法对细观数值模型的构建是高效的适用的。最后，为建立二维细观模型，论证了三维级配向二维级配转换瓦拉文公式的有效性，并推导出了适用于常用级配曲线的离散式瓦拉文公式，编制了计算程序。采用理论法计算了沥青砂浆等效导热系数作为有限元模型的参数，并验证了适用性。基于以上，根据两步法研究思路建立了二维数值模型进行数值试验，研究了级配、骨料、沥青及填料的导热系数等因素对沥青混凝土导热系数的影响规律及机理。结果证明，沥青性质对等效导热系数影响最大，集料性质次之，而粗集料含量影响不明显。研究成果对温度调节型沥青混凝土的开发有一定指导意义。