随着对沥青混合料性质研究的深入,其黏弹塑特性以及沥青路面车辙、疲劳开裂等破坏机理逐渐明晰,但长期以来,沥青路面结构分析的解析法停留在层状弹性、黏弹性体系理论阶段,计算得到的力学指标不足以表征沥青路面出现的诸多破坏形式。有限元、离散元等方法虽然能够较好的描述特定沥青路面结构破坏的过程,但由于其分析过程复杂,无法推广至工程实际当中。为解决传统路面力学理论存在的局限性,将能量原理引入沥青路面结构分析中,建立具有普适性的沥青路面能量体系,从能量角度出发更加细致的分析沥青路面破坏产生的原因,使计算结果能够更好地联系工程实际,同时保证理论体系能够应用在沥青路面设计方法当中。首先在能量原理的基础上,结合黏弹性力学、弹塑性力学等经典理论,分析荷载做功在沥青路面结构中的转化过程,明确弹性应变能、塑性耗散能和蠕变耗散能产生的原因以及基本计算方法;在三维状态下,结合沥青混合料本构方程,完成各部分能量方程的推导,建立沥青能量体系。其次结合层状黏弹体系力学,根据各部分能量方程编写计算程序,分析单圆轴对称黏弹半空间、双层体系以及双圆轴对称黏弹双层体系下各能量在路面结构中的分布和扩散形式,从数值计算和工程实际两个角度验证沥青路面能量体系的正确性。计算结果表明,一般情况下荷载做功主要转化为可以完全恢复的弹性应变能,蠕变耗散能主要积聚在路表附近,在轮迹中心位置达到峰值,塑性耗散能主要分布于沥青层中,峰值出现在轮迹中心下2~3cm处;其中蠕变耗散能以波状形式向下扩散,主要引起沥青路面竖向永久变形,塑性耗散能主要以环状形式水平扩散,主要引起沥青路面塑性剪切流动变形。为体现不同环境下沥青路面的工作状态,分别分析水平荷载、超载、温度及材料性质变化情况下各能量的变化情况。结果表明水平荷载作用下各能量均集中在路表附近,塑性耗散能与弹性应变能几乎相等,即水平荷载主要引起沥青路面形状变化;一般情况下水平荷载系数较小,水平荷载输入沥青路面的能量可以忽略不计,在陡坡路段等特殊情况下水平荷载会导致路表附近塑性耗散能大幅增加,加剧塑性剪切破坏产生。超载情况下各能量分布和扩散形式未发生改变,但能量值显著增加,导致沥青路面破坏提前出现。不同温度下沥青混合料性质不同,各能量组成比例发生变化,低温下沥青路面趋于完全弹性,各能量值均较低,蠕变耗散能趋于零;常温下沥青路面进入低黏弹阶段,表现为总能量、弹性应变能随温度升高大幅增加,但蠕变耗散能变化较小;高温下沥青路面进入高黏弹阶段,表现为蠕变耗散能大幅增加,弹性应变能几乎不再变化。最后建立沥青路面能量体系与工程实际的联系,在Mises畸变能屈服极限的基础上进行改进,提出适用于沥青路面塑性破坏分析的塑性耗散能屈服极限计算方法,并结合相关直接拉伸试验结果进行验证。在前述能量计算分析结果的基础上,分析不同情况下沥青路面实际塑性破坏区和主要蠕变变形区的情况。最后研究了以控制沥青路面能量耗散最低为原则的沥青层最佳厚度计算方法,并结合沥青路面实际破坏区域的变化情况进行了验证。本次研究在诸多经典理论的基础上建立了可推广使用的沥青路面能量体系,通过相应计算分析验证了其正确性,体现了其较现有路面力学理论体系的优势,对沥青路面结构设计方法具有一定的推动作用。