当前，我国很多早期修建的高速公路都已经达到设计使用年限，面临大修改造。水泥混凝土路面修建过程中将产生大量破碎的水泥混凝土材料，因此面临着旧材料如何再生利用的问题；沥青混凝土路面在加铺改造过程中，存在对旧沥青路面如何评价，采用何种加铺层结构比较合理，原有旧路面存在的各种破坏状况对加铺层结构受力究竟有何影响，以及在加铺设计中如何考虑这些破坏因素等问题。本文主要就上述几个问题进入了深入的研究和探索。 首先，依托现有工程项目，获取试验所需的回收再生集料，并与实验室已有的同材质天然集料一起，进行二者物理及力学性能试验，比较它们的差异性；利用再生集料以及天然集料，分别制备级配碎石试件，通过三轴试验比较再生碎石及天然碎石间性能的差距，并就如何更好利用再生集料提出合理的改进方法，通过试验得到在实际工程中再生碎石模量应该如何取值。 其次，参考现有的路面使用性能评价方法，结合路面加铺设计所需的旧路面强度特性数据，比较已有的路面弯沉测试方法，提出适合旧路面整体承载能力测试与评价方法，以及在旧路面出现破坏后，如何对破坏局部承载能力进行测试与评价。 计算路面结构受力方法经历了很长的发展过程，各种计算方法在特定时期都起到了重要作用，然而各种计算方法都存在各自的缺陷。本文采用有限元数值方法建立路面模型计算路面结构受力，在建模过程中，模型的大小、单元类型、网格尺寸等对计算结果的精度和计算效率都有不同程度的影响。本文应用ABAQUS有限元软件，针对选定的路面结构，建立不同的有限元模型，进行路面结构受力计算，分析各种影响因素对计算结果的影响，并与弹性层状体系结果对比，最终确立合理的路面结构有限元模型。 沥青路面加铺层结构设计与新建路面结构设计存在一定的差异，本文分析了一般的加铺层路面结构与含有“软弱夹层”的加铺层路面结构在无破坏旧路上受力的差异性，以及通过有限元裂缝模型与坑洞模型，分析当旧路面存在破坏时两种类型的加铺层结构受力特性，通过分析推荐适合不同旧路面破坏状况时合理的加铺层结构组合。