本文以鞍山市建国南路实际工程为依托，对设计院给出的路面结构设计进行进一步优化研究。首先，对路面上面层橡胶改性沥青混凝土配合比设计进行优化，主要针对密级配及间断级配两种级配类型，通过马歇尔试验结果得到了密级配最优配合比以及间断级配最优配合比；通过浸水马歇尔试验检验两种级配类型的水稳定性及抗水损害的剥落能力。在结构层次优化方面，将下面层材料由普通沥青混凝土改为橡胶改性沥青混凝土，在满足其力学指标以及最小结构层厚度的基础上，采用HPDS2003A路面设计计算软件对路面结构层进行优化计算；并通过ANSYS有限元数值模拟软件进行拟合；最后，以路表弯沉值及层底拉应力为指标，结合筑路材料的价格，利用功效系数法对设计方案进行综合优选。试验及计算的结果表明，两种级配类型的残留马歇尔稳定度均满足要求，而间断级配橡胶改性沥青混合料的马歇尔残留度要高于密级配橡胶改性沥青混合料，故选取间断级配的配合比方案为最终的目标配合比优化方案。利用路面设计软件和有限元数值模拟软件两种方法计算得出的层底拉应力、路表弯沉值，两者总体变化的趋势相同。最后通过功效系数法综合确定：3cm橡胶改性沥青混凝土+5cm橡胶改性沥青混凝土+20cm水泥稳定砂砾(4.5%)+20cm水泥稳定砂砾(5%)+30cm填隙碎石的路面结构组合形式为最终的优化设计方案。