随着社会经济和交通运输事业快速发展,交通重载和渠化加剧,沥青路面早期车辙损害越来越普遍,严重影响路面行车的安全和舒适性,防治车辙已成为亟须解决的问题。高模量沥青混凝土(HMAC)路面具有良好的抗车辙性能,但在我国还处于初期应用阶段,缺乏对HMAC路面的系统研究,路面进行结构设计方面还存在一定的盲目性。本文利用有限元软件,基于弹性和粘弹性理论,对HMAC路面的力学响应进行分析,为HMAC路面结构设计提供依据。论文首先根据弹性层状理论体系,建立了沥青路面三维有限元模型,通过分析HMAC设置在不同层位时路面结构的力学响应,确定出其合理的设置层位。借助正交试验设计分析了设置HMAC后面层厚度、基层模量和轴载等因素变化对路面结构应力、应变和变形的影响,结果表明HMAC可显著抑制车辙的产生,并据此推荐出HMAC路面的合理结构。其次,通过对单轴静载蠕变试验和抗压回弹模量试验结果的处理及回归分析,得出普通沥青混凝土和HMAC材料的粘弹性参数。建立了不同组合沥青路面结构的三维粘弹性计算模型,对比分析了普通沥青混凝土路面和HMAC路面的力学响应,进一步证明HMAC抗车辙性能的优越性,并为HMAC路面结构设计提供了参考。最后,根据沥青路面车辙形成机理,在现有设计方法的基础上,结合HMAC路面结构受力特点,完善了HMAC路面增加以永久变形为设计指标,面层剪应力为验算指标的结构设计方法,为HMAC在我国的推广应用方面提供了一定的理论支持。