本发明公开一种沥青路面沥青混合料层疲劳寿命预测方法，属于数据处理技术领域，包括制备沥青路面结构疲劳寿命计算层沥青混合料试样；利用小梁四点弯曲试验机对沥青混合料进行弯曲疲劳试验，测试不同试验温度和应变水平下沥青混合料的疲劳寿命，结合疲劳寿命试验结果，取每个测试温度和应变水平组合的平均值，推导出基于不同各类型沥青混合料的疲劳寿命预测模型；根据基于不同类型沥青混合料疲劳寿命预测模型的参数，确定沥青混合料层疲劳开裂寿命模型。本发明构建了基于不同类型沥青混合料的路面结构沥青层疲劳寿命预测模型，并可实现超过30年的沥青路面沥青混合料层的疲劳寿命预测，有利于长寿命沥青路面结构的精准设计和养护。