对于应力和应变控制模式下的沥青混合料疲劳性能研究,一直是研究的难点。因两种控制模式的加载方式不同,疲劳寿命将呈现出较大差异,材料的疲劳性能也无法进行定量比较;不同疲劳模式的选择,也使得沥青混合料疲劳失效标准未能统一,不同的疲劳失效标准对于评判沥青混合料的疲劳性能优劣势必造成阻碍;对于沥青混合料疲劳性能研究,还没有统一的疲劳试验方法,这就造成了不同研究者得到的试验数据可对比性较差,参考价值不大。本文针对应力与应变两种控制模式互有差异的客观事实,寻找一种新的疲劳测试方法来系统研究沥青混合料的疲劳性能,以期更全面的对沥青混合料疲劳性能进行分析评价。通过单轴拉伸强度试验对试件的极限拉应力(拉应变)进行了确定,从而选取合理的应力水平(应变水平)范围开展疲劳试验,继而可对应力控制模式下试件的疲劳失效点进行判定,根据应力控制模式下试件的初始模量均值和临界模量均值的衰减幅度范围,明确了应变控制模式下试件的疲劳失效点,从而统一了两种疲劳模式的失效标准。基于统一的疲劳失效标准,建立了不同控制模式、不同应力水平(应变水平)、不同因素下的疲劳方程,对比分析了不同因素疲劳方程模型的适用性,结果表明应变疲劳方程相关性更好,这与现行规范采用应力疲劳方程相悖。推导并验证了两种控制模式下非线性疲劳损伤模型的统一性,得到了两种控制模式下的刚度衰变曲线和疲劳损伤因子演化曲线,揭示了两种控制模式下疲劳损伤因子及刚度衰变曲线的演化规律。针对应力和应变控制模式下沥青混合料疲劳损伤曲线共有的差异性,从疲劳破坏阶段和疲劳损伤特性方面进行了深入剖析,结果表明:试件的疲劳作用过程都经历了快速增长和稳定发展两个阶段变化,急剧破坏阶段在拉伸疲劳试验中并不明显;两种控制模式下试件的疲劳作用过程也存在差异,主要呈现为第三阶段(急剧破坏阶段)的不同。基于应力与应变控制模式建立沥青路面疲劳性能评价体系的方法,用来分析评价沥青混合料的疲劳性能,不仅对室内疲劳试验方法的统一具有推动作用,对沥青路面疲劳性能研究更具有一定参考价值。