近年来,随着新疆社会经济的迅速发展,交通量与交通组成与以往发生了重大变化,高等级公路和国省干线上修筑的半刚性基层沥青路面早期破坏问题显著,出现了大范围的返修,对新疆后续公路建设发展起到了不利的影响。从当前国内以及国外相关研究来看,柔性基层沥青路面结构具有优良的力学性能,路用性能良好,而且能够彻底解决半刚性基层沥青路面反射裂缝等早期病害。在新疆修筑柔性基层沥青路面需要解决,一是柔性基层沥青路面常见病害—Top-Down裂缝,二是路面结构设计方法两方面问题。因此,从新疆独特的大温差气候环境及交通状况入手,研究柔性基层沥青路面结构Top-Down裂缝的形成及扩展机理,并在此基础上研究基于新疆大温差气候环境的柔性基层沥青路面结构设计及优化方法,对于柔性基层沥青路面在新疆地区的应用与推广有着重要的理论及现实意义。本文调查分析了新疆交通及气候环境,利用ANSYS有限元软件,研究在常温条件下不同路面结构、不同轴载和不同车速等因素对柔性基层沥青路面Top-Down裂缝起裂的影响;基于断裂力学理论,建立三维裂缝模型,分析了不同裂缝位置、裂缝尺寸、裂缝比例、不同结构设计参数以及不同轴载参数等因素下,应力强度因子(SIF)的变化规律,从而确定了控制裂缝扩展的因素;基于新疆大温差气候条件,研究了南疆炎热及北疆严寒极端气候环境下,柔性基层沥青路面的温度场及其温度应力场的变化规律,并基于此,建立了新疆极端气候环境下荷载—温度耦合场下柔性基层沥青路面的仿真模型,研究柔性基层沥青路面结构力学响应的变化规律,从而提出了柔性基层沥青路面结构的Top-Down裂缝的起裂机理。调查分析国内外柔性基层沥青路面结构的设计指标,结合新疆各气候分区的特点,提出了基于不同气候分区的柔性基层沥青路面结构设计指标;基于新疆不同气候分区的路面结构设计指标,对柔性基层沥青路面结构层厚度及模量等结构设计参数进行优化,同时,结合新疆各分区最不利气候,建立荷载—温度耦合场下的仿真模型,对柔性基层沥青路面的结构层设计参数进行继续优化,最终确定优化后的柔性基层沥青路面结构;基于AHP层次分析法,分析了在新疆各气候分区下,最不利气候环境和常温环境条件下,各柔性基层沥青路面结构的综合力学性能,最终为推荐适合新疆不同气候分区的柔性基层沥青路面结构,提出了一种适宜新疆地区的路面设计方法。