作为长寿命路面结构形式之一——复合式路面，是公路科技工作者可持续发展思想的体现，不仅可以减少沥青用量，还可弥补刚性路面的不足，刚柔相济，大大改善了路面的使用性能。但由于交通量的增大、环境因素的影响，尤其环境因素与交通荷载的联合作用，促使很多路面结构出现早期破坏。复合式路面也体现出其不足的地方，例如容易产生反射裂缝、层间滑移，对高温抗车辙能力要求较高等。因此，有必要对复合式路面层间粘结性能变化规律、沥青面层高温抗车辙性能进行深入研究。本文主要研究内容如下：在调研国内外对本课题及相关研究的基础上，对复合式路面的层间应力进行了深入分析，提出确定复合式路面剪切角的方法；针对层间最大剪应力、剪切角影响因素，应用BISAR程序计算各种条件下的层间剪应力、剪切角，分析沥青层厚度、模量、粘结层厚度、模量、行车荷载、温度等因素对层间最大剪应力、剪切角的影响，并对其敏感性进行研究。研究结果表明：层间最大剪应力所对应的剪切角度约为35°；AC层厚度、粘结层模量、行车荷载为显著影响因素；运用fminsearch函数非线性规划，拟合出层间最大剪应力、剪切角与其敏感因素的多维函数。综合考虑行车荷载与外界环境因素的作用，对采用橡胶沥青碎石封层、稀浆封层两种粘结层材料的复合式路面进行不同温度（25℃，60℃）、不同湿度下（浸水0h，12h，24h）的浸水车辙试验，分析各因素对复合式路面抗车辙性能的影响规律，并建立了车辙深度-行车荷载作用时间关系曲线。研究结果表明：浸水后的试件的抗车辙能力强于未浸水的，源于Terzaghi提出的有效应力原理，即引起车辙深度并不是作用在试件表面的法向应力，而是总应力σ和孔隙水压力u之差：有效应力σ ’。采用最小二乘法建立目标函数，结合改进的随机行走法确定模型中的未知参数，首次提出了复合式路面在水-温-荷耦合作用下的车辙预估模型。模型检验结果表明，实测车辙深度与计算车辙深度相关性高达0.97，得到了一致的且符合实际的结果。采用正交试验法进行试验设计，通过室内剪切试验，以剪切强度作为性能指标，评价复合式路面界面在不同温度、不同湿度、不同行车荷载作用次数下的粘结性能，并对试验结果进行方差分析。研究结果表明：温度越高，层间抗剪强度越弱；浸水时间越长，层间抗剪强度越弱；行车荷载作用次数越多，层间抗剪强度越弱。