材料的模量是路面结构设计和力学分析的关键参数,如何准确地获取材料模量是当前研究的难点之一,目前将沥青混合料视作线黏弹性材料的假设忽略了其材料非线性特性,致使沥青混合料的模量取值与实际结果存在较大差异。为了表征沥青混合料材料的非线性行为从而获取准确的材料模量,通过沥青混合料动态模量试验对沥青混合料的动态力学性能和材料非线性特性进行了研究。首先,基于三轴围压试验对沥青混合料的动态力学性能进行了研究。通过开展沥青混合料三轴动态模量试验,分析了不同因素对沥青混合料动态模量和相位角的影响规律,并基于Boltzmann和Guassamp函数模型构建了三轴动态模量和相位角主曲线。结果表明:试验温度的增大或者扫描频率的减小,沥青混合料动态模量将增大,相位角反之。在高温或者低频区域,沥青混合料具有显著的荷载依赖性,压缩荷载对沥青混合料主要起到硬化作用。材料本身的属性也能影响沥青混合料动态力学性能。其次,基于两点弯曲试验对沥青混合料的动态力学性能进行了研究。通过沥青混合料弯拉动态模量试验,分析了不同因素对沥青混合料动态模量和相位角的影响规律,并构造了动态模量和相位角主曲线。结果表明:试验温度的增大或者扫描频率的减小,沥青混合料动态模量将增大,相位角反之。在高温或者低频区域,沥青混合料具有显著的荷载依赖性,弯拉荷载沥青混料发挥软化作用。再次,对比了两种荷载模式下沥青混合料动态模量试验的差异性。结果表明:沥青混合料三轴动态模量和相位角主曲线形态更为完整,高温低频区域,三轴动态模量明显大于弯拉动态模量,相位角反之,沥青混合料弯拉和三轴动态模量试验方法各有优缺点,须根据相应要求选择试验方法。最后,阐述了沥青混合料材料非线性和动态模量依赖模型的内在关系,基于非线黏弹性假设构建了沥青混合料三轴和弯拉动态模量依赖模型,计算了相同条件下的沥青混合料三轴与弯拉动态模量。结果表明:沥青混合料材料非线性特性和动态模量依赖模型具有等效性。沥青混合料动态模量依赖模型,可准确表征沥青混合料动态模量的温度及荷载依赖性,为获取准确的材料模量提供了一定参考,根据模型计算的相同条件下压缩模量显著大于弯拉模量,在进行结构设计和力学分析时应选择对应的材料参数。