复合混凝土是在大空隙率基体沥青混合料中灌注水泥基材料而形成的一种路面材料。相较于普通沥青混合料路面,复合混凝土路面显著提高了高温稳定性,同时低温抗裂性、抗疲劳性能、抗滑性能、耐磨性能也有所改善。然而,在实际工程应用中发现,复合混凝土存在着早期易剥落、开裂的问题。当前对于复合混凝土开裂的研究方向主要集中在改进复合混凝土特别是水泥浆料的材料设计,通过试验方法验证其抗裂能力,缺少对于复合混凝土开裂机理的研究。为明确复合混凝土微裂纹产生的位置规律及变化特点,展开复合混凝土细观开裂机理的研究。首先,开展复合混凝土损伤开裂室内试验,其结果表明复合混凝土在水热耦合加速破坏的试验条件下,复合混凝土内部的水泥石会产生微裂纹,逐渐扩展产生碎裂;同时水泥石和沥青粘结界面产生损伤开裂。因此有必要进一步研究复合混凝土开裂产生的机制,特别是在水泥浆料收缩和温度等因素影响下,材料内部的应力分布特征,以及不同受力状态下材料粘结界面的损伤及演化规律。其次,依据复合混凝土细观结构特点,在有限元软件中,完成复合混凝土细观结构模型的构建;通过粘附接触对模拟沥青的粘结作用;利用内聚力模型表征粘附接触对的力学模型。而后开展水泥石收缩作用下复合混凝土内部力学响应特点的研究,结果表明水泥石收缩时,水泥石自身和水泥石—集料粘结界面会产生较大的应力,是微裂纹易产生部位。在荷载作用下,复合混凝土内部集料间的粘结部位出现显著的应力集中现象。最后,开展复合混凝土直接拉伸和直接剪切的模拟研究,分析了两种作用下复合混凝土内部的粘结界面损伤及演化规律。再次,分析温度变化对复合混凝土材料影响特点,建立复合混凝土局部接触模型。利用DSR试验获取沥青的基础数据,将其转化为广义Maxwell模型参数从而为沥青赋予黏弹特性。利用局部接触模型,开展日温度变化下局部界面应力响应研究,明确了复合混凝土局部在升温和降温作用时内部的应力分布特点,证明复合混凝土内部的水泥石—集料粘结界面为复合混凝土内部易开裂的薄弱部位。同时,开展复合混凝土局部接触模型在不同温度范围和不同降温速率时的温度应力研究,结果表明温度越低,降温速率越快,复合混凝土内部的应力水平越高。最后,分析了复合混凝土局部接触模型在实测温度变化条件下的内部应力演化规律和不同沥青胶浆对复合混凝土温度应力影响。结合哈尔滨实测温度曲线,发现复合混凝土内部的应力演化有着明显的季节性特点,11月和2月份内部拉应力达到峰值。为指导实际复合混凝土沥青胶浆配合比设计,选用不同沥青和不同填料拌合成为沥青胶浆,结果表明在低温时,复合混凝土温度应力对沥青胶浆的低温收缩系数最敏感。基于本文研究成果,为减少复合混凝土微裂纹产生,提出如下建议:在选用水泥浆料时,对其收缩率严格控制,同时兼顾早期抗拉强度;对水泥浆料与沥青的粘结界面强度给予足够的重视,开发一套评价这一界面粘结强度的方法,明确相应指标,在材料选用时,将这一粘结界面的强度等级纳入评价体系;在选用基体沥青混合料沥青种类时,将沥青或者沥青胶浆的低温收缩性纳入评价体系,优先选用低温收缩系数较小的沥青。