本发明提供了一种用于预测路面结构疲劳损伤的系统，涉及道路工程技术领域。包括交通轴载测量装置、路面结构力学响应测量装置、路面结构温度测量装置、裂缝测量装置和路面数据处理装置。本发明还提供了一种用于预测路面结构疲劳损伤的方法，通过获取路面参数和测量数据，利用力学计算软件计算沥青层层底应变，通过与测量的层底应变标定后，建立路面结构疲劳损伤模型确定沥青层总损伤，再利用路面结构裂缝计算模型计算路面结构中裂缝所占的面积百分比和长度百分比，通过与裂缝测量装置的实测数据标定后，建立路面结构裂缝发展预测模型，预测路面结构中裂缝的发展趋势。本发明实现了对路面结构疲劳损伤的预测，为路面结构的维修养护提供了依据。