随着交通量和轴载的不断增加，我国半刚性基层沥青路面车辙等早期破坏日益严重。路面耐久性差、使用寿命短已成为阻碍我国道路建设发展的主要问题。借鉴国外成功经验，采用大碎石柔性基层来解决我国半刚性基层沥青路面的早期破坏问题，提高路面使用寿命，已是我国道路发展的必然趋势，但车辙、疲劳问题是采用大碎石柔性基层需要解决的关键问题。我国现有沥青路面设计方法主要是针对半刚性基层沥青路面结构发展起来的，对大碎石柔性基层沥青路面有很大的局限性，缺乏有效的车辙和疲劳控制指标。针对上述问题，本文依托湖南省教育厅科研项目“重载作用下的大碎石柔性基层车辙性能研究”(08C193)、河北省重点交通科技项目“重载交通高速公路沥青路面柔性基层抗车辙性能研究”(Y050120)、国家自然科学基金资助项目“基于行车动力作用的沥青路面车辙计算与预估方法研究”(50678183)等课题，采用室内试验、现场测试、理论分析和数值模拟等方法，开展抗车辙大碎石柔性基层耐久性沥青路面设计方法的研究。主要研究内容和结论如下:　　 采用车辆四分之一简化模型和七自由度整车模型，运用MATLAB编程和ADAMS软件，对ANSYS进行二次开发，基于运动车辆与路面的耦合作用，提出了更加符合实际的汽车动载模型、轮载累加作用时间、代表温度和加载修正系数的计算方法及合理的材料模型参数，建立了基于动力有限元法的车辙预估计算方法，该方法能优选出最佳抗车辙路面结构，预估使用条件下各种因素对车辙的影响，在路面设计阶段就可以有针对性地解决路面使用中的车辙问题。　　 通过大量试验和数值计算，得到了沥青、级配、体积指标、温度和交通条件等因素对大碎石柔性基层沥青路面车辙性能的影响规律，找出了影响大碎石柔性基层沥青混合料车辙性能的最关键因素，为抗车辙大碎石柔性基层耐久性沥青路面设计提供了理论基础。　　 从车辙和疲劳破坏机理出发，采用英国壳牌设计软件及剪应变、弯拉应变、路基顶面压应变三个代表性指标，通过大量计算，得到了结构层厚度、模量、车辆荷载等因素对大碎石柔性基层耐久性沥青路面车辙和疲劳性能的影响规律，为抗车辙大碎石柔性基层耐久性沥青路面结构设计提供了理论依据。　　 采用灰色理论、人工神经网络及分形理论，通过室内试验和计算，验证了基于车辙性能进行大碎石柔性基层混合料设计的可行性。借鉴基于体积填充思想的级配设计方法，利用级配的分形本质，采用级配粗集料在整体中的分形体积Vc、粗集料的分形空隙率Vc0、细集料在粗集料中的分形体积Vf三个指标进行大碎石柔性基层级配初选;利用空隙率与级配粒径分形维数D的强线性相关性，建立起了大碎石柔性基层沥青混合料车辙、疲劳、水稳定性等关键路用性能与级配粒径分形维数D之间的联系;采用沥青针入度和粒径分形维数D，利用MATLAB自编程序进行双元曲线回归，得到了大碎石柔性基层沥青混合料动稳定度的经验公式;在此基础上，提出了一种新的抗车辙大碎石柔性基层混合料设计方法。该方法计算简单，可轻松实现从大量级配中进行级配优选，大大简化了级配设计的盲目性，不仅仅适用于大碎石柔性基层混合料，还可通过进一步研究推广应用于面层沥青混合料，为分形理论在沥青混合料设计中的应用找到了突破口。　　 通过室内和现场试验，提出了能考虑温度影响，采用劲度模量定义的新的损伤变量及路面温度、各温度下沥青层模量的计算方法，在此基础上，提出了新的能考虑气候、路面结构、沥青混合料、交通量等因素的基于疲劳损伤的沥青路面当量疲劳温度计算方法;通过试验和理论推导，提出了基于疲劳损伤的沥青路面疲劳寿命预估方法，分析了该方法的合理性，并通过室内试验进行了验证。该方法采用动态蠕变和弯曲疲劳试验，利用Boltzmann叠加原理、WLF方程和Burgers模型确定沥青混合料疲劳损伤的粘弹性参数，克服了经典弹性疲劳损伤模型的不足，反映了沥青混合料粘弹性疲劳损伤破坏的本质，并能考虑气候、交通条件、路面结构等综合因素对路面疲劳性能的影响。　　 最后，提出了抗车辙大碎石柔性基层耐久性路面设计方法，并结合课题依托实体工程，通过大量数值计算和试验，验证了该设计方法的可行性，得到了强抗车辙能力的大碎石柔性基层耐久性沥青路面结构，该结构中面层采用天然岩沥青改性高模量沥青混凝土，不但显著增强了路面的抗车辙性能，而且提高了路面结构的抗疲劳性能，为大碎石柔性基层长寿命沥青路面设计提供了新的思路。