针对沥青砼铺装层疲劳开裂因随机性较强难以预测的问题,基于中国西南地区南溪长江大桥动态称重(WIM)统计数据,统计不同车速、车重和行车间距的概率分布模型,应用Monte-Carlo随机抽样法提取随机车流模型;采用瞬态分析法模拟计算随机车载下沥青砼下缘弯拉应力时程曲线,利用雨流计数法提取疲劳应力时程,得到疲劳荷载效应概率模型;基于Miner线性损伤准则对沥青铺装层的疲劳可靠性进行评估。结果表明,车辆荷载概率分布具有多峰特征;随机车流作用下沥青砼铺装层在服役期内的疲劳可靠度指标均大于目标可靠度指标,具有一定的安全储备;考虑车辆数年增长率2%时,服役期为9.6年时其疲劳可靠度指标小于目标疲劳可靠度指标。