本发明涉及一种基于三维局部均匀化模型进行沥青混合料细观结构力学分析的方法，属于细观力学分析技术领域。本发明借助了图像拓扑学原理和细观力学理论，将细观结构模型基于沥青混合料内部集料分布情况划分为若干局部区域，然后根据集料和砂浆基体材料性质计算出局部区域均匀化模型参数，最终构建了沥青路面宏观和沥青混合料细观多尺度耦合的数值分析框架，实现了在路面结构宏观受力背景下，对沥青混合料细观结构力学进行分析，揭示了沥青混合料乃至沥青路面力学行为的内在机理和演化规律，为未来路面结构数字化平台建立提供基础。