为论证垂直振动法（VTM）设计沥青混合料在光照环境与荷载反复作用环境下的耐久性能，本文首先对VTM法、马歇尔法（Marshall）和旋转压实法（GTM）成型的AC-16混合料力学性能进行对比，并深入分析VTM、Marshall两种设计方法的抗老化性能和耐疲劳特性，应用Weibull分布建立疲劳方程，对疲劳寿命进行对比。结果表明：VTM成型试件具有密实度高、空隙率和矿料间隙率低的特点；GTM、VTM沥青混合料力学性能较Marshall至少提高35%;GTM法、VTM法、Marshall法与现场相关性分别为94%、92%和72%；老化后两种方法设计沥青混合料低温性能相当；短期老化后VTM设计沥青混合料回收沥青性能变化比Marshall的大；长期老化后VTM设计沥青混合料回收沥青性能变化比Marshall的小；建立的Weibull模型呈现良好的线性相关性；不同失效概率下，基于VTM设计的沥青混合料耐疲劳性能优于Marshall法。