相关路面病害调查发现,许多破坏发生在沥青面层和基层结合处,层间状态不佳不仅导致路面出现滑移裂缝、推挤和拥包等病害,还会影响路面结构的使用寿命。我国沥青路面设计方法以弹性层状连续体系理论为基础,然而层间界面并非完全连续,采用连续体系下所得到的力学响应指导路面结构设计,路面实际的使用寿命必然与设计预期存在差异。首先,本文以Sup-25下面层与水稳碎石基层的层间界面为研究对象,借助定制的剪切夹具分别在不同温度、浸水天数和重复剪切荷载作用次数下开展直剪试验,得到了层间抗剪强度和粘结系数的变化规律。结果表明:层间抗剪强度与粘结系数随温度的升高、浸水天数的增加、重复剪切荷载作用次数的增加均有所降低;40℃的层间抗剪强度只有0℃状态下的35%,浸水导致抗剪强度发生衰减的幅度大致在7.6%～32.6%之间,重复加载4000次时的残余抗剪强度只有未损伤时的54%。建议采取增大面层厚度、选用合理的层间粘结材料、路面及时维修养护、提高路面施工质量、限制轴重等必要措施削弱外界因素对基面层间状态的不利影响。其次,通过试验数据拟合得到内聚力模型参数,建立反映路面层间真实状态的ABAQUS受力分析模型,通过对比连续模型、光滑模型、接触模型,得到了不同力学响应量随层间状态的变化规律。结果表明:基面层间状态的变化改变了路面结构内部的应力应变分布,随层间状态逐渐变差,沥青路面设计指标、回弹弯沉、层底剪应力等力学响应量均逐渐增大,考虑层间状态的最不利设计指标为沥青层底拉应变和基层底拉应力;相较于连续状态,光滑状态的沥青层底拉应变增大了5.4倍,基层底拉应力增大了32%。建议引进层间容许剪应力设计指标控制层间剪切疲劳破坏,并选取层间粘结良好与完全光滑的“中间状态”作为设计层间状态,并由此进行疲劳开裂验算。本文的研究成果不仅可以帮助更好地认识层间状态对路面结构的影响,而且在室内试验和计算模型之间建立对应关系,并基于弹性层状体系理论设计方法提出考虑层间状态的改进建议,为路面层间状态研究方法以及沥青路面设计和施工提供了参考。