在大空隙沥青混凝土路面长期使用过程中,车辆荷载导致路面出现了二次压密,路面内部结构重新调整,造成路面排水性能降低。为了掌握大空隙沥青混凝土路面内部结构的破坏过程,需对其内部细观结构衰变过程进行研究。本文充分考虑了在实际使用过程中会对路面产生影响的多种因素,包括荷载、温度以及饱水程度,并结合车辙试验与动态蠕变试验模拟多因素耦合作用。基于高精度扫描技术,追踪多因素耦合作用下大空隙沥青混凝土细观结构的衰变过程,分析永久变形参数与细观结构参数之间的相关性。首先,采用高精度扫描仪获取沥青混凝土切面二维图像,结合数字图像处理软件提取大空隙沥青混凝土集料与空隙部分。基于最短接触距离的原则,获取集料或空隙边界各点的砂浆厚度,对砂浆厚度分布进行量化。同时,通过设置接触阈值,判断集料是否构成接触,获取集料的接触长度,对沥青混合料骨架结构进行量化。其次,利用车辙试验与浸水车辙试验,考虑不同试验温度,进行车轮往返加载作用下细观结构的衰变行为研究。基于不同时间点切面图像,计算永久变形面积与平均车辙深度,分析不同环境下各区域永久变形发展的差异,并依据平均车辙深度的发展速率,将车辙深度发展过程分为压密、过渡以及变形稳定发展三个阶段。根据不同时间点的集料二值图,计算各加载阶段内集料运动过程,并与单层车辙板试件进行对比,分析两种类型试件内部集料运动差异以及集料运动差异对于空隙变化的影响。通过接触长度变化评价荷载作用导致的骨架结构变化,研究环境因素对于骨架结构稳定性的影响,发现环境越恶劣,接触长度早期破坏就越严重。基于空隙面积与小孔数量,评价不同时间点初始空隙的压缩程度与失效积累状况,发现温度上升将促进失效的产生,浸水条件将导致试件更容易被压密。再次,利用自行开发的模拟降雨装置,考虑不同饱水程度,进行竖向重复加载作用下细观结构的衰变行为研究。基于各加载阶段蠕变速率的变化,将蠕变过程分为压密、过渡以及变形稳定发展三个阶段,饱水程度对蠕变速率的影响主要集中在压密阶段。随着饱水程度的上升,接触长度出现破坏时间点以及空隙面积停止下降时间点均会提前。与干燥条件相比,冲刷条件的主要影响是加剧失效的产生,浸水条件的主要影响是降低结构的稳定性,促进荷载对于试件的压密。最后,基于可重复双因素方差分析,验证细观结构对于加载时间（或次数）与环境因素的敏感程度,分析永久变形参数与细观结构参数之间的相关性。研究结果表明:车辙试验中,随着温度的上升,接触长度与永久变形相关性增大,而空隙参数（空隙面积与小孔数量）与永久变形相关性减小;动态蠕变试验中,随着饱水程度的上升,接触长度与永久变形相关性增大,而小孔数量与永久变形相关性减小。