本文以甘肃省沥青路面低温温度场实测数据为依托，采用有限单元法对沥青路面低温温度场和温度应力进行了数值模拟。在平面应变模型下，合理选择模型大小、热参数、边界条件，计算分析了路面结构沿深度方向温度场及其随时间的变化规律。采用路表最大温度梯度、面层层底最大温变幅度、面层层底最大温度梯度和面层层底最大温变速率等四个指标进行正交试验，分析沥青路面温度场的参数敏感性。在温度场分析的基础上，选择合适的路面结构参数、模型边界、初始温度和参考温度，耦合分析在瞬态温度场下路面结构的温度应力。以路表最大温度应力和面层层底最大温度应力为指标分析面层各参数对沥青路面温度应力的影响。最后，根据对沥青混合料松弛特性研究，分析降温速率对沥青路面内温度应力松弛量和应力剩余量的影响，得到了降温速率与应力松弛量之间存在负指数关系，降温速率与应力剩余量之间存在指数关系。论文研究成果对大温差地区沥青路面设计具有参考价值。