沥青路面在我国高等级公路中是主要的路面结构形式之一,近年来随着车辆超载超限现象越来越严重,沥青路面结构在设计年限内就发生了早期疲劳破坏。针对以上现象,本文以沥青路面结构为研究对象,简化路面结构模型,利用ANSYS有限元软件建立荷载应力-沥青路面结构三维有限元模型,建立以弯沉值、路面结构层层底拉应力为指标的功能函数,考虑到交通参数、路面结构参数的随机性,分析路面结构可靠度对这些随机变量设计参数的敏感性,并以辽宁省省道交通量数据进一步分析荷载和累计当量轴次对可靠度的影响程度。最后,总结分析交通荷载对沥青路面结构的位移、动应力、动应变、剪应力响应,同时考虑载重和行车速度作用下对影响路面结构最大的力学指标变化规律。文中通过分析得到以下结果：(1)从沥青路面结构弯沉功能函数及各层层底拉应力功能函数均得出,荷载对可靠度的敏感性影响最大；(2)以路表弯沉、路面和路基层底拉应力为指标的沥青路面结构可靠度随着荷载应力和累计当量轴次的增加而迅速下降；(3)交通荷载作用下沥青路面层顶部的产生竖向位移最大,垂直压应力也是最大的,最大水平拉应力和横向拉应力均在底基层与路基结合部产生；沥青路面结构产生的交变—压应变和拉应变交替变化是使沥青路面结构产生滑移及反射裂缝疲劳破坏的主要原因,最大剪应力在沥青路面层底部产生。(4)车辆载重、车速,对最大竖向位移、最大动应力、最大动应变都会产生不同程度的影响。