半刚性基层沥青路面是目前路面结构的主要形式，如何防止路面过早开裂一直是近年来国际道路工程界十分重视的一项研究。鉴于路面的开裂成因：面层破坏主要是作为承重层的基层出现的疲劳破坏而导致的。研究荷载、路面结构形式及材料等影响路面使用性能的基本要素，通过观测对路面结构的长期使用性得到充分了解，如何提高基层的耐用性从而使得面层的使用寿命得到提高，就是一个具有重要实际意义的研究课题。本文以提高基层耐用性为目标，提出了以基层材料的干缩抗裂系数、基层结构的温度应力比及疲劳寿命比作为耐用性指标。实际路面基层在建设及使用过程中往往是多种影响因素同时发生，文中进一步提出综合考虑三个耐用性指标，以权重系数来控制的耐用性指数。在基层混合料的级配方面，提出了嵌挤式的级配设计方法，从路用性能入手，考虑对基层混合料进行改性，试验研究表明，配合比合理的基层材料可提高强度值、刚度值、以及抗弯拉能力，减小干缩；若在其中掺加适量粒径为20～30目的橡胶粉，同时以乳化沥青作为胶凝剂，能较好地改善基层材料强度、刚度值，提高抗弯拉能力，以及材料的初期干缩应变。采用ANSYS有限元分析软件对基层模量及厚度的变化对路面基层及面层在各种荷载作用下应力进行分析，主要模拟行车荷载、温度场、两种荷载耦合作用下的结构层应力，并对应力结果进行分析，探讨合理基层厚度及模量。在对半刚性基层路用性能以及ANSYS应力分析的基础上，本文还从断裂力学的角度推导了路面基层疲劳破坏寿命的数值计算方法，同时结合有限元分析，计算了几种路面结构下基层的疲劳破坏寿命值；与此同时，根据本文所提出的耐用性指标及耐用性指数，结合路用性能分析以及ANSYS应力分析的相关数值，对各种路面结构情况下的耐用性指数进行了计算，并进行了耐用性方面的讨论。为验证研究结果，课题组结合了当地具体工程情况及室内研究结果，对广东肇庆G321国道进行了维修改性设计及施工，指出改性基层施工中应予注意的事项，并决定对试验路段埋入各种应变计进行为期三至五年的长期跟踪观测。