我国高速公路早期损坏严重，使得我国公路建设过早进入维修养护时代。伴随社会经济的发展，交通量迅猛发展，使得早期修建的道路已不能满足现有交通服务需求。我国高速公路面临改建、扩建的迫切要求。如何使得新建或改建的路面不过早出现病害，延长道路使用年限达到路面长寿命目标，是当前研究的当务之急。为此，本文从以下几个方面对如何在旧沥青路面上加铺长寿命沥青混凝土罩面层进行了探讨。 第一，通过对国内外已有或即将修建的长寿命路面的调查与总结，分析了路面长寿命的原因及长寿命路面的设计指标，据此提出长寿命加铺层的结构组合形式，并运用弹性层状体系理论对其受力特性进行了计算，根据其受力特性提出了适合长寿命加铺层的材料组成。 第二，根据长寿命路面结构特点和受力特性，对提出的适合长寿命加铺层的三种SBS改性沥青混合料材料分别进行配合比设计，确定其最佳沥青用量，并结合加铺层抗变形能力的需要，对SMA进行了车辙试验。 第三，综合比较各种疲劳实验后，选定室内四点小梁弯曲疲劳试验在UTM上对加铺层材料进行疲劳试验。深入详细的研究了试验参数及条件，提出适合本文采用材料的疲劳性能试验的方案。为准确预测加铺层结构疲劳特性，本研究也对加铺层不同层位沥青混合料组成的复合梁进行了疲劳试验，回归出各自的疲劳寿命预估方程，并采用耗散能理论，回归出耗散能与疲劳寿命之间的关系方程。 最后，文章采用了ADINA有限元软件模拟了路面裂纹扩展，分析了旧路面病害对沥青加铺层疲劳开裂的影响。采用多项式拟合应力强度因子随裂纹扩展深度的函数，运用Paris公式对长寿命路面加铺层的寿命进行了预估，为长寿命加铺层设计提供了依据。