以往对沥青路面结构层应力应变的研究多采用理论计算方法,由于力学模型以及参数取值的局限性,研究结果与实际往往存在一定的差距。计算机以及数据采集技术的发展,为路面结构试验提供了更多便利。模拟路面结构实际使用条件,并测试不同条件的路面结构内部应力应变对进一步研究路面结构整体性能有重要意义。论文采用LabVIEW软件平台及NI数据采集硬件系统,编写了路面结构试验应变采集程序；提出了适用于室内路面结构试验的传感器制作、校检和防护方法。对4种不同尺寸的传统半刚性基层沥青路面结构进行不同温度和荷载条件下的静载测试,试验结果表明：基层应变随温度和荷载增大而增大,随面层和基层厚度增大而减小；当基层厚度增大到一定程度后,其对层底拉应变改变所起的作用减小；路面荷载对基层应变的影响程度远大于其他因素。以上规律表明：适当增大各层厚度可以降低疲劳开裂的风险；基层厚度不易过厚,同等条件下增大面层厚度对改善内部应变状况更为有利；控制路面荷载对减少结构疲劳开裂尤为重要。参照传统半刚性基层沥青路面、具有级配碎石过渡层的半刚性基层沥青路面、混合式(沥青碎石为上基层,半刚性材料为下基层)沥青路面三种路面结构,在室内制备了小型路面结构试件,并对试件层底拉应变进行了静载和动载测试,测试结果表明：加铺级配碎石或沥青碎石过渡层的半刚性基层路面结构,其基层应变反应优于传统半刚性基层沥青路面,疲劳性能最优的路面结构形式是混合式沥青路面。