目前,在我国高速公路路面结构中,半刚性沥青路面以其整体强度高、板体性好和造价低等优点而得到广泛推广应用。但随着高速公路建设的快速发展,交通量的日益增大,传统的半刚性沥青路面逐渐暴露出一系列诸于反射裂缝、水损害和车辙等早期损坏。这些病害严重影响了沥青路面的使用性能和寿命。针对半刚性沥青路面出现的早期损坏,我国道路工作者研究发现其多为结构性损坏,因此,优化沥青路面的结构组成,是解决半刚性基层沥青路面早期损坏的关键。首先,本文以浙江省龙丽龙高速公路为依托,通过对浙江地区高速公路半刚性沥青路面的病害调查和分析,并借鉴国外沥青路面结构的成功经验,探讨各种结构的可行性,在此基础上提出了在面层和半刚性基层之间设置沥青稳定碎石排水基层和联结层两种功能层,以提高路面结构的排水性能,减小路面的开裂程度和车辙深度。其次,通过分析路面结构各层的力学响应,确定了沥青稳定碎石排水基层和联结层的设置条件和设置方法,并验证其设置的合理性。同时,基于线弹性断裂力学理论,预估了半刚性基层结构和具有功能层的沥青路面的荷载疲劳寿命,分析结果表明,设置了功能层的沥青路面结构疲劳寿命远远大于半刚性基层沥青路面结构的疲劳寿命,有效地抑制了半刚性基层裂缝向沥青面层扩展。并在此基础上,对具有功能层的沥青路面进行了抗裂性能的研究,确定了各结构层参数的范围,并通过室内试验进行相关的验证。最后,对具有功能层的路面结构进行了抗车辙性结构设计,并与半刚性路面结构的抗车辙性能进行对比。分析结果表明,具有功能层的路面结构具有较好的抗车辙性能。