本文结合盐城地区半柔性路面试验段进行病害调研,得出了半柔性路面主要破坏模式为开裂,主要裂缝类型有两种:表面微型裂缝和横向贯穿裂缝。并通过数字图像处理技术建立了半柔性路面复合材料小梁试件的细观模型,借以表征其开裂特性和发展规律。考虑到半柔性路面复合材料具有水泥胶浆与沥青胶浆、沥青胶浆与粗集料形成双重网格结构,采用了CZM内聚力接触模型完成对沥青胶浆粘结行为的模拟。根据同类工况下不同粘结方式的界面损伤计算结果,得出了半柔性复合材料试件受拉区的基体沥青混合料粘结界面损伤早于灌浆后的水泥砂浆-沥青砂浆界面,因此制备半柔性复合材料需检验基体沥青混合料的抗弯拉能力。在明确破坏模式为受拉开裂的基础上,本文首先通过构建三维路面整体结构模型,对半柔性复合材料和沥青混凝土进行层位组合分析,结合有限元计算结果表明:半柔性复合材料适用于路面结构的上、中面层,不适合用作薄层罩面及下面层。然后根据半柔性材料所适用层位的选取,分别计算了路面结构在车辆荷载和温度梯度作用下的力学响应,并进行了面层材料参数的敏感性分析。结果表明半柔性层作为上面层时厚度不应小于6cm,模量应控制在4000MPa左右。半柔性路面面层总厚度建议大于12cm,防止基层上表面因出现过大温度应力而开裂。其次采用了多参数回归法分别拟合得到半柔性路面荷载应力及温度应力的回归公式,并考虑材料疲劳特性,提出半柔性路面疲劳应力公式。最后,结合实际工程,通过层位优化研究,提出适用的半柔性路面结构并进行跟踪观测。该试验段在在使用期间状况路面状况良好,并未出现严重破坏。综上所述,本文针对半柔性路面的细观结构特点分析半柔性路面的开裂特性,基于半柔性路面结构模型分析路面结构力学响应并回归疲劳应力公式,并结合实际工程进行半柔性路面结构层位优化研究,为今后半柔性路面的使用提供一定的参考依据。