沥青路面是目前我国高等级公路路面结构主要形式之一。近年来，随着超载和重载车辆的增多，沥青路面早期破坏现象越来越普遍。这些破坏不完全是现行规范所假定的疲劳破坏模式，由于路面结构的承载能力有限，过大轴载的一次性作用就可能造成路面结构的破坏，然而世界各国在进行沥青路面结构分析与设计时尚缺乏可靠的方法。 根据重载道路的实际状况，本文总结了重载情况下沥青路面的早期破坏特征及原因。在分析我国现行轴载换算公式适用性不足的基础上，综合各方面的研究成果给出了本文进行重载分析时的轴载换算公式。首先，利用有限元理论，根据重载的荷载特性，分析了典型沥青路面结构在重载下纵向开裂的成因，对纵向开裂成因的传统认识提出了质疑。其次，利用弹性层状理论，分析剪应力在沥青面层内的分布规律、路面结构的极限承载力、层间连接状况与早期破坏的关系、利用车辙预估沥青路面的使用寿命。 在前文分析路面结构应力的基础上，本文对半刚性基层沥青路面的两种主要破坏模式——路面车辙和开裂进行了总结，并给出了两者产生的原因及主要控制方法，得出了它们的定量评价模式。结合对路面使用性能的分析，给出了基于荷载特性和路面使用性能的沥青路面结构优化设计模型。模型以路面结构厚度作为基本变量，以车辙和开裂的相关指标作为控制条件。模型的求解可通过适当算法以电算程序的形式实现。 本文的分析研究为重载沥青路面的早期破坏提供了新的认识，并为重载沥青路面的结构优化设计提供了新的方法和思路。