随着我国交通运输产业的快速发展,我国已形成一套完善的沥青路面设计理论体系与方法。但为了追求规范的适用性,对许多设计参数如轮载以及路面结构当量温度都进行了统一与简化。其中将轮载简化为圆形竖向均布荷载,忽略了轮载在不同路段上的变化,并且忽略了轮胎-路面间接触应力不均匀分布带来的影响。另一方面,对不同地区的路面结构当量温度进行了统一取值,忽略了不同路面结构形式下的路面温度场出现差异的可能性。基于这两个角度,本文从实际出发,借助数值模拟软件对轮载以及温度场的差异性在路面结构设计中产生的影响展开研究,为路面结构的精准设计提供有效的理论与指导依据。利用卡车仿真软件,建立了二级公路与常见双轴卡车的数值模型,对卡车在弯道、纵坡以及制动状态下的轮载变化规律展开分析。探讨了轮载大小与道路线形参数和卡车动力因素之间的关系。结果发现相同轴载的卡车在特殊路段上轮载会明显增大。在获得不同路段的特殊轮载组合后,建立了三维有限元路面结构模型,对轮载均匀以及非均匀分布下的路面响应以及结构寿命预测进行对比,以讨论圣维南原理在路面结构设计中的有效性。经计算,发现轮载应力的分布方式对沥青混合料层部分的力学响应与结构寿命影响较大,而对无机结合料基层底部与土基顶部的力学计算几乎不存在影响。根据珠江黄埔大桥路面结构实测温度场数据,利用有限元路面温度场计算模型对该项目中所采用的一种大孔隙排水磨耗层(UHPP)的传热系数进行了反算,然后对铺设该类型具有阻热效应的磨耗层与铺设普通密集配磨耗层下的路面结构温度场进行对比。结果证明加铺该类型磨耗层可改善路面结构温度场。然后,建立三维路面结构车辙计算模型,根据实际道路线形对珠江黄埔大桥进行不同路段上的轮载大小划分,导入不同路面结构形式下的温度场,对沥青路面在不同路段与不同路面结构形式下的车辙进行对比。结果发现,不同路段下的路面结构车辙存在较大区别,且改善路面结构温度场的方法可有效减少路面结构车辙深度。