目前,陕西省高速公路修筑半刚性基层沥青路面遇到两方面的问题,一是建设过程中用于上面层具有优良力学性质的石材源料短缺;二是半刚性基层沥青路面结构本身容易产生车辙、裂缝病害;而减小上面层路面厚度即形成薄表层,增加中面层厚度使路面结构总体厚度不变,将有利于充分利用当地相对便宜的中面层石料,节约成本但不影响上面层表面功能的发挥;如果能有效地利用废弃轮胎、工业废渣,改善薄表层综合路用性能,提升厚中面层抗车辙能力,既解决了环境污染问题,又可利用废物在路面结构中对混合料发挥有益的性能改善作用。对此,本研究采用薄表层、厚中面层,从这种路面结构厚度调整体现其经济性,在此基础上,研究采用废旧轮胎胶粉形成的裂解橡胶沥青及其他技术措施改善薄表层混合料性能,采用由工业煤渣MYF及其由此形成MYF类添加剂改善厚中面层混合料性能,并通过实体工程铺筑研究及经济效益分析,进一步验证、分析了薄表层、厚中面层的可行性与施工工艺。论文对陕西省多条高速公路路面病害形式展开调研,分析了主要路面病害形式和产生原因,并针对优质料源短缺的问题,提出了“厚中薄面”沥青路面结构与材料设计思路;通过试验分析,研究了用于薄表层的裂解橡胶沥青制备工艺、薄表层沥青混合料路用性能及耐久性的影响因素。结果表明,在190℃、20%胶粉掺量、4‰裂解剂、3小时反应时间可制备出性能优良的裂解橡胶沥青;混合料关键筛孔、层间粘结状态、外掺剂掺量、沥青种类对薄表层混合料路用性能及耐久性均有显著影响。通过试验分析,研究了工业废渣MYF在混合料中应用的两种添加工艺及其对混合料性能的影响,并分析了由工业废渣所形成的MYF类外掺剂对中面层混合料路用性能、力学性能的影响。试验分析表明,MYF与其他添加剂配合使用,无论是干法或湿法,均使沥青混合料的路用性能得到改善;而由MYF为主材辅以其他材料制成的MFY类外掺剂使用方便,直接添加3‰~4‰掺量所形成的改性沥青混合料可获得较好的路用性能。将“厚中薄面”的混合料设计应用到依托工程中,结果表明,“厚中薄面”技术措施可稳妥应用到沥青中上面层工程实际中,并获得了良好的路用性能和环境经济效益。