沥青路面铺装是我国高等级公路铺装的主要形式,其具有施工便利性、行车舒适性和易养护等优点。而沥青路面的裂缝问题是造成沥青路面破坏的主要因素,普遍存在于沥青路面寿命的各个阶段。在我国北方季冻区,冻融作用对沥青路面表面裂缝的扩展影响较大,目前针对冻融作用对裂缝扩展的影响研究多为理论分析和有限元模拟,试验模拟较少,故本研究结合室内试验与有限元建模分析更加全面的研究冻融作用对沥青路面表面裂缝的扩展影响。首先,基于线弹性断裂力学相关理论,对常见的断裂模式和裂缝扩展机理进行分析总结,推导出应力强度因子的求解公式。其次,结合实际工程情况,参考沥青混合料试验规范,设计合理的室内冻融循环试验,确定冻融循环试验温度、试件尺寸、影响因素和评价指标;对沥青混合料原材料进行检验,并设计4种类型沥青混合料配合比;根据试验方案制作冻融试件,进行室内冻融循环试验。对试验结果进行统计,分析冻融作用下裂缝尺寸对裂缝扩展程度的影响;制备4种类型沥青混合料小梁试件,进行弯曲试验,分析冻融循环作用下4种级配的低温抗裂性能;用SPSS 19.0数据分析软件对试验结果进行三次方差计算,分析各因素和水平的影响程度。最后,基于线弹性断裂力学理论和有限元方法,建立二维含裂缝沥青路面数值模型,采用平面八结点奇异单元进行网格划分,计算分析冻融作用下沥青路面裂缝深度、裂缝宽度、材料等的对裂缝扩展的影响规律;并对相应参数变量下,裂缝开裂趋势进行研究,结合室内试验结果对沥青路面裂缝养护及防治提供合理的建议和理论参考。