以双圆垂直均布荷载下的层状弹性静力学体系为理论基础,以强度、刚度、稳定性、疲劳为核心的沥青铺面结构设计方法已经发展成熟。然而,车辙、疲劳等病害多是在重复动载作用下产生,以结构层层底拉应力或拉应变等为代表的静力学参数作为路面结构性能预估的单一力学控制指标,不足以反映荷载的动态特性;另一方面,传统力学分析方法忽略了荷载非均布特性对结构力学响应的影响。因此,探索基于非均布荷载的沥青铺面结构动力学设计方法是十分必要的。主要研究内容如下:首先,构建用于沥青铺面结构动力响应分析的各类复杂非均布荷载模型。基于车辆与飞机单轮荷载非均布特性,建立不同车辆轴型、不同机型主起落架荷载数学模型;在此基础上,利用矩形荷载下的层状弹性动力响应计算程序,结合坐标变换原理与叠加原理,编制车辆轴载、飞机荷载下的沥青铺面结构动力响应计算程序,为后续研究提供理论依据及分析工具。其次,研究沥青铺面结构动力学设计指标。基于前述非均布荷载模型,建立沥青铺面结构三维有限元模型,分析车辆轴载、飞机主起落架荷载作用下沥青铺面结构动力响应规律,结合弹性波动力学及结构疲劳寿命分析理论,阐述基于动力学的车辙与疲劳病害产生原理。结果表明,轮辙是由动载产生的弹性波作用所致,而反映疲劳破坏至少需要两个力学参数。鉴于此,本文建议将竖向压应力与剪应力同时作为轮辙预估的力学控制指标,将沥青混合料层层底最大拉应变与沥青层应变比同时作为沥青层疲劳寿命预估的力学控制指标。最后,探讨基于动力响应的不同类型结构预估寿命差异。基于不同荷载下的沥青铺面结构动力响应计算程序,结合现行公路沥青路面设计规范与机场沥青道面设计规范,编制动力学下的沥青铺面结构设计计算程序,对比不同结构的预估寿命,并探讨了均布与非均布荷载下的力学响应差异。结果表明,无机结合料稳定类基层层底疲劳开裂为控制指标时,荷载敏感性高,沥青稳定类基层层底疲劳开裂为控制指标时,荷载敏感性低;均布与非均布荷载下剪应力与永久变形量预估相差明显,研究非均布荷载至关重要。本文针对沥青铺面结构病害控制不准确阐述了动力学产生机理,进而提出了沥青铺面结构动力学设计指标,并编制了沥青铺面结构设计计算软件,研究成果对沥青铺面结构设计方法具有一定的推动作用。