半刚性基层沥青路面因其强度高、稳定性好、抗冲刷能力强及工程造价低等优点,近几十年来一直被广泛地应用于我国高等级公路中,其主要病害类型为横向开裂。目前国内外对沥青路面横向开裂的预测模型多为基于实际裂缝调查数据的经验模型,无法解释横向裂缝的产生及扩展机理。本文将在实测的路面材料参数及现有理论的基础上,利用有限元方法对不同类型的横向开裂进行研究。首先,推导了基于连续弹性约束下的半刚性基层干缩应力计算公式,结合实测参数分析了半刚性基层的干缩开裂过程;利用ABAQUS有限元软件对均匀温度场和指数温度场下的基层收缩应力进行数值计算,分析了两种温缩模式下收缩应力的分布规律异同,并对基层温缩应力进行了参数敏感性分析;提出了基层综合收缩应力的计算方法,基于实测的收缩参数计算并比较了不同水泥稳定碎石基层的开裂间距。接着,通过搜集吉林省的气象资料,查阅相关文献获取路面材料的热物理参数,利用ABAQUS软件求解了沥青路面的温度场,分析了路面结构温度场随深度、时间的变化规律。然后,基于实测及文献获取的沥青混合料粘弹性参数,分析了非周期性降温作用下温度及结构参数沥青面层温缩应力的影响,利用正交分析法得出了基于面层温度应力最小的沥青路面推荐结构组合;选取以耗散能为控制变量的疲劳方程,基于Miner准则推导了周期性变温下的沥青路面温度疲劳损伤模型;应用ABAQUS软件分析了路面结构在周期性温度场下的温度应力及其变化规律,得出了路表温度疲劳损伤随时间的发展规律。最后,通过建立带裂缝的路面结构有限元模型,对周期性变温作用下的裂尖应力强度因子进行计算,利用Paris公式对温度疲劳寿命进行预估,并分析基层和面层结构参数对裂缝扩展的影响。