表征沥青混合料性能的指标有马歇尔稳定度和流值、动稳定度、流动数和流动时间、抗剪强度、冻融劈裂强度比、破坏应变、渗水系数、蠕变、劲度、疲劳和变形等。

马歇尔稳定度和流值按照规定条件采用马歇尔仪测定的沥青混合料试件所能够承受的最大荷载，单位为千牛。马歇尔流值指沥青混合料在马歇尔试验时相应于最大荷载时试件的竖向变形，以毫米计。

马歇尔试验方法是由美国密西西比州公路局B.马歇尔提出的，已使用了半个多世纪。马歇尔试验设备简单、操作方便，被世界上许多国家所采用。在中国沥青路面工程中，马歇尔稳定度与流值既是沥青混合料配合比设计主要指标，也是沥青路面施工质量控制的重要试验项目。

按照规定条件进行沥青混合料车辙试验时，试件的变形进入稳定期后，试件表面每产生1毫米的变形量试验轮的行走次数（次/毫米）。

车辙试验方法是由英国运输与道路研究试验所开发的，并经过了法国、日本等国道路工作者的改进与完善。中国现行标准《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）中规定，对用于高速公路、一级公路和城市快速路、主干路沥青路面的上面层和中面层的沥青混合料，在用马歇尔试验进行配合比设计时，必须采用车辙试验对沥青混合料的抗车辙能力进行检验，不满足要求时应对矿料级配或沥青用量进行调整，重新进行配合比设计。

流动数或流动时间定义为：沥青混合料在荷载作用下由剪切变形转变为剪切失稳变形时所对应的荷载作用次数或作用时间。流动数由重复蠕变试验确定，流动时间由静态蠕变试验确定。沥青混合料在高温条件下的变形发展规律通常分为3个阶段（图1）：初始阶段产生塑性压密变形；第二阶段产生相对稳定的剪切变形；第三阶段剪切变形加剧，发生剪切失稳破坏。通常，流动数越小或流动时间越短，沥青混合料的抗车辙能力越差。

图1 沥青混合料在荷载作用下变形过程示意图

沥青混合料抵抗剪切破坏的极限能力。在外力作用下，沥青混合料失稳破坏机理较为复杂，当采用摩尔-库伦理论分析时，认为沥青混合料不发生剪切滑移的必要条件是满足公式（1），即沥青混合料的剪切应力不大于沥青混合料的剪切强度[]。

式（1）中为试验时的正应力，单位为兆帕；为沥青混合料的黏结力，单位为兆帕；为沥青混合料的内摩阻角，单位为度。沥青混合料的黏结力和内摩阻角可以通过三轴试验或单轴贯入试验确定。

三轴试验是在规定条件下，对沥青混合料试件实施不同的侧向应力，测试法向应力。由试件的侧向应力和法向应力，可以得到一组摩尔-应力圆。图2中摩尔-应力圆的公切线为摩尔-库伦应力包络线，即抗剪强度曲线，该包络线与纵轴的截距表示沥青混合料的黏结力，与横轴的交角为沥青混合料的内摩阻角。

单轴贯入试验原理为：将路面模型简化为一定尺寸的圆柱体试件，采用直径小于试件直径的钢压头对试件进行加压，得到贯入强度。采用有限元方法建立试件受力模型，进而求解出压头压强为1兆帕时模型中最大剪应力处的主应力值，作为基本的抗剪参数。利用这些抗剪参数乘以贯入强度值，求出试件中各个主应力值和剪应力值。为了求解出沥青混合料的黏结力和内摩阻角，再进行一组无侧限抗压强度试验。利用两组数据得到摩尔-应力圆（图3），通过摩尔-应力圆公切线求出和。

图2 轴试验莫尔-应力圆包络线图

图3 单轴贯入试验和无侧限抗压试验莫尔圆

为冻融劈裂试验中两组沥青混合料试件劈裂强度的比值。用以评价沥青混合料的水稳定性。冻融劈裂强度比采用公式（2）计算，以百分比计。

式（2）中为试件在规定条件下的劈裂强度，单位为兆帕；为试件经一次冻融循环（首先进行真空饱水，然后置于-18℃条件下冷冻16小时，再在60℃水中浸泡24小时）后在规定条件下的劈裂强度，单位为兆帕。

在冻融过程中，集料颗粒表面的沥青膜经历了水的冻胀剥落作用，促使沥青从集料表面剥落，导致沥青混合料松散，劈裂强度降低。冻融劈裂强度试验条件较一般的浸水试验条件苛刻，试验结果与实际情况较为吻合，是使用较为广泛的试验。

按照规定的条件进行沥青混合料试件小梁弯曲试验，所得到的试件破坏时的最大弯拉应变。破坏应变由公式（3）进行计算。破坏应变多用于评价沥青混合料的低温变形能力，在温度-10℃±0.5℃的条件下进行试验。沥青混合料在低温下破坏应变越大，低温柔韧性越好，抗裂性越好。

式（3）中为小梁试件跨中断面的高度，单位为毫米；为小梁试件破坏时的跨中挠度，单位为毫米；为小梁试件的跨径，单位为毫米。

按照规定试验方法测试沥青混合料试件的渗水程度（毫升/分）。沥青路面渗水性能是反映路面沥青混合料级配组成的一个间接指标，也是沥青路面水稳定性的一个重要指标。要求在沥青混合料配合比设计阶段对沥青混合料的渗水系数进行检验。

应力输入恒定，材料的应变响应随时间逐渐增加的力学行为。当沥青混合料承受荷载时，其应变包括材料黏性流动所引起的塑性变形，不可恢复；另一部分变形虽然可以恢复，但恢复迟缓，这是材料的弹性后效行为。通常，将黏性流动和弹性后效变形称为蠕变现象。

在温度和加载时间一定的条件下，沥青混合料应力与应变的比值，是温度和荷载作用时间的函数。劲度定义虽然在形式上与虎克定律无大区别，但却反映了黏弹性材料的应变与温度和时间的关系，解决了黏弹性材料应力与应变关系的描述问题。

材料在重复应力的作用下，在低于静载一次作用下的极限应力时发生的破坏。沥青路面在使用过程中，受到车辆荷载的反复作用，或者受到环境温度交替变化所产生的温度应力作用，长期处于应力应变反复变化的状态。随着荷载作用次数的增加，沥青混合料的内部缺陷、微裂纹不断扩展，路面结构强度逐渐衰减，直至最后发生疲劳破坏，路面出现裂缝。

材料在承受外力作用或其他作用过程中所产生的变形。沥青混合料是典型的黏弹性材料，其在外力作用下既产生弹性变形又可产生黏性流动变形。在低温或瞬间荷载作用下，沥青混合料表现为较强的弹性变形特性；在温度较高且荷载作用时间较长的情况下，沥青混合料表现为明显的黏性变形特征；在常温下，沥青混合料变形表现为非完全弹性也非完全黏性的变形特征，其弹性、黏性是难以明确区分的。沥青混合料的变形特征对沥青路面的使用性能有着重要的影响，也增加了描述沥青混合料变形行为的复杂性。通常采用蠕变试验、重复应力蠕变恢复试验、劲度模量试验及其相关指标来表征沥青混合料在不同使用条件下的变形行为。