目前我国多年冻土地区路面研究主要依托二级公路进行，公路路面以沥青路面为主，且路面结构单一，研究大多仍围绕一般地区展开，未能充分考虑高原多年冻土地区的特殊条件，在行车荷载及自然力作用下，道路病害日益加剧，严重影响了道路的正常运营、行驶安全，道路使用寿命骤减。而高速公路的断面宽度将由原先的10m增加至24m以上。原二级公路路面所面临的路基冻胀融沉不均匀变形及其产生的附加应力将被进一步放大，路面结构型式及材料须进一步优化调整。本文针对高原多年冻土区高速公路建设的环境条件，基于统计分析、室内实验、理论计算、现场监测、数值分析等手段，研究高原多年冻土区高速公路路面材料设计、路面结构类型等技术问题，为高原多年冻土区高速公路建设提供理论依据。本文主要开展了以下四个方面的研究:　　(1)利用2008年、2009年和2011年三年的青藏公路现场病害调查资料，分析了青藏公路多年冻土区沥青路面的病害特征，并结合青藏公路沿线自然地理环境特点，研究了多年冻土区沥青路面病害形成原因及主要影响因素，提出了改善的方向。研究结果表明:青藏公路多年冻土区路面的各种病害类型中，网状裂缝的破坏率最高，占36.8％，其次是路面横向裂缝和纵向裂缝，分别占29.8％和26.6％,横向裂缝宽度多为0.5～1cm，且基本等间距的规律分布，纵向裂缝一般较横向裂缝宽，多分布于路基沉陷处;路面波浪和路基沉陷位居第三，路面坑槽、路基翻浆和坡脚积水虽然也有出现，但是所占比例较小;形成这种病害的主要原因是高原多年冻土区强烈的紫外线照射，使的沥青过早老化，路用性能严重衰减，多年冻土区气温低引起沥青路面低温开裂，气温日差较大造成沥青路面温度疲劳开裂，路基下冻土人为上限深度增加，多年冻土融沉导致路基病害的产生和发展，并直接影响路面病害的产生;多年冻土区沥青路面病害主要受气候、材料、路面结构及材料组成、路基稳定性、车辆荷载、施工工艺和养护措施七个方面影响，可以从优化路面材料，合理路面结构及材料组成，增强路基稳定性，改善施工工艺和加强后期运营、养护等方面出发，提高高原多年冻土地区沥青路面的服务能力。　　(2)基于高原多年冻土区高速公路安全性考虑，从路面角度出发，系统分析了气候、行车荷载、集料特性、油石比、级配设计等因素对高原冻土地区路面抗滑性能的影响，对路面抗滑性能丧失的原因进行逐一分析，且通过室内试验，确定了不同级配理论下混合料抗滑系数:SMA＞贝雷法＞OGFC＞AK＞SAC＞AC，考虑到SMA需要添加纤维，且不利于高寒地区混合料的压实，提出基于抗滑性能考虑的贝雷法高原冻土区混合料级配设计方法。并初步编制了贝雷法级配设计程序，为贝雷法在高原冻土区路面抗滑设计中推广提供技术支撑。　　(3)考虑沥青混合料路用性能和隔热性能双重指标，引进新材料硅藻土沥青改性剂，对其在高原多年冻土区高速公路的适应性进行室内试验和数值计算分析。结果表明:基质沥青经硅藻土改性剂改性后，PI值提高，温度敏感性降低，T800提高了3.1℃，60℃动力粘度提高了127Pa.s，说明高温稳定性得到改善，RTFOT后针入度比提高0.9％，说明抗老化性有所改善;弯曲梁流变仪BBR试验结果表明，掺入硅藻土改性剂后，可以提高沥青的松弛能力;蠕变试验应力松弛试验得出硅藻土改性沥青混合料弯曲蠕变速率提高了33.3％，应力松弛时间延长35.8％，改性沥青混合料有良好的弹性恢复功能，低温抗裂性能显著改善;热传导试验和热导率试验结果表明，硅藻土改性沥青混合料降低了多年冻土区沥青路面的导热系数;利用有限元法对硅藻土改性沥青路面传热过程进行了数值模拟，计算结果表明，硅藻土改性沥青路面同时段内，路面以下的温度值低于普通路面0.05-0.57℃，每年可减少进入路基内的热流量为0.353E6J;同时硅藻土改性沥青均具有比传统路面更好的抗疲劳性能。通过青藏试验段现场调查，硅藻土沥青改性路面体现出良好的低温抗裂性能。　　(4)利用有限元法，对整体式路基、分离式路基和二级公路温度场，路基不均匀变形下，不同面层厚度、不同基层模量条件下的力学响应进行计算，计算结果表明:采用分离式路基并适当增加路面层厚度能够改善路面温度场，减小路面温度应力;当冻土路基发生不均匀融沉变形时，路面宽度越宽，越容易导致路面结构在横断面发生开裂而破坏;路基融沉对路面开裂造成的影响大小排序为高速公路＞分离式路基＞二级公路。适当增大面层厚度可有效改善面层受力状况，降低基层模量或采用柔性基层设计等措施可以防止基层开裂。在此基础上，推荐了考虑荷载应力、温度应力和融沉附加应力的多年冻土区高速公路沥青路面结构组合。