矿料构成的骨架是沥青混合料内部承受和传递外部荷载的主体结构,我国现行规范中以宏观体积指标作为SMA（Stone Matrix Asphalt）混合料骨架结构状态评价的判据。然而,仅仅依靠宏观体积指标无法有效揭示沥青混合料骨架构成机理。对于沥青混合料而言,骨架结构状态直接影响沥青混合料的性能,特别是力学承载能力。因此,有必要对沥青混合料骨架构成的力学机理进行深入研究,为骨架优化提供理论基础。本文通过引入颗粒材料力学中的力链理论,基于骨架应力传递特点,提出沥青混合料主力链的概念及相应的成链准则,对沥青混合料主力链特性进行定量表征,并分析其演化规律。在此基础,建立主力链性能与级配的关联,从传递外部荷载的角度解析骨架构成的力学机理。主要步骤如下:首先,基于随机重构技术,利用Matlab软件生成二维沥青混合料数字试件;采用动态模量试验建立了不同温度及频率下的沥青砂浆动态模量主曲线,获得沥青砂浆黏弹性参数。基于Comsol有限元软件对生成的沥青混合料数字试件进行力学试验,分析骨架应力传递规律,为沥青混合料力链研究奠定基础。其次,基于离散元软件,提出能够满足力链研究的沥青混合料虚拟试件装配方法,并生成多种级配沥青混合料离散元模型。依据现有的力链成链准则编写力链识别程序分析颗粒材料力学中的力链成链准则评价沥青混合料力链的可行性以及所存在的不足。针对所存在的不足,提出与骨架性能密切相关的力链模型,定义为主力链结构,以及力链新成链准则和相应的识别方法,并评价力链新成链准则的适用性。接着,从主力链结构的几何形态特征以及承载能力出发,建立主力链性能评价指标体系。并通过上述模型,展开虚拟承载板试验。利用上述提出的力链新成链准则和识别算法识别出沥青混合料内部的主力链结构,并分析骨架类型、集料公称最大粒径、关键粒径通过率以及路面结构厚度对主力链状态的影响。然后,利用主力链识别算法识别外部荷载加载过程中,不同加载阶段所产生的主力链结构,并进一步分析了骨架类型、集料公称最大粒径、关键粒径通过率以及路面结构厚度对外部荷载作用下沥青混合料的主力链演化规律。引入复杂网络理论,建立沥青混合料主力链网络结构,利用复杂网络理论参数对主力链网络进行定量表征。最后,利用上述分析结果建立主力链性能与级配的关系,利用主力链上集料颗粒组成,提出主力链级配的概念,分析各档集料参与骨架构成情况,揭示骨架构成的力学机理,并对主力链性能进行试验验证。