回弹模量和永久变形是沥青路面“力学—经验”设计法中表征路基力学性状的重要参数，其值随着路基湿度和温度环境因素的变化而改变，因此，路面结构设计应充分考虑路基湿度实际所处状态及变化特征。本文采取文献调研、数值模拟、现场调查、理论分析等多种技术手段，以“土-水特性曲线——基质吸力——路基湿度——路基性能”为研究主线，详细探讨降雨环境和地下水位升降情况下路基湿度变化规律，建立了不同环境因素主导下的路基湿度预估模型，分析了路基湿度对路基性能的影响，主要研究工作如下：①通过广泛国内外文献调研，结合路基湿度现场调研的结果，明确路基湿度在运营3-5年达到平衡，应该以平衡湿度作为路基湿度设计状态。综合路基湿度来源及各种影响因素，将其归并为气候与地下水位两大控制因素，气候因素中大气降雨占主导地位。②用SEEP/W软件进行数值模拟，详细分析降雨强度、降雨历时、路面类型、路基路面裂隙条件下路基湿度的变化规律。结果表明：1）路面不透水条件下，土路肩、边坡、中央分隔带是雨水入渗的主要途径，在路基内部形成弧形扰动区；2）降雨历时一定条件下，扰动范围与降雨强度呈正比例函数关系，扰动范围路基土的体积含水量与降雨强度呈对数函数关系；3）降雨强度一定条件下，扰动范围路基土体积含水量与降雨历时符合对数函数关系；4）路面透水情况下，受降雨影响最大的是路床和上路堤区域，下路堤区域所受影响较小，路面中心下路基湿度扰动深度随时间的增长呈线性扩散的规律；5）路基路面存在裂隙情况下，对于降雨强度小于材料渗透系数的无积水的降雨，整个非饱和路基湿度场没有明显变化；有积水的强降雨，非饱和路基渗流场将会发生显著改变；6）路基裂隙周围路基湿度扰动范围随着时间的增长呈线性扩散。③用SEEP/W软件进行数值模拟，详细分析地下水位升降条件下路基湿度的变化规律。结果表明：1）在地下水位不变的情况下，随着时间的延长，地下水对路基湿度的扰动范围逐渐增大，最终趋于平衡，达到毛细上升最大高度；2）地下水对路基湿度场的影响范围有限，压实度为96%的粉质粘土的毛细水最大上升高度为6.75m，扰动距离随时间的变化符合关系式D at2bt的规律；3）地下水位回落过程，路基土体积含水量与时间的符合关系式m ae btv c的规律。④根据路基湿度主要影响因素的不同，将路基划分为3种型类。分别提出了适合Ⅰ型类路基湿度预估的TMI wPI模型和完善了预估Ⅲ型类路基湿度的地下水位模型，给出了路基湿度预估的流程。⑤对3种土样进行室内重复加载三轴试验，测试内容包括路基土常规动回弹模量、永久变形，结果表明：各类路基土回弹模量对含水量变化非常敏感，同时含水率越高，永久变形越大。