当旧沥青路面出现了功能性损伤,不能够满足行车要求时,传统的养护方法是在旧路上直接加铺一层沥青混凝土。然而,这种沥青混凝土加铺层往往无法抵抗旧路病害的影响,加铺完成后旧路裂缝仍会反射到加铺层上,加铺层使用寿命相对较短。为了避免频繁的维修加铺工作,本文在旧沥青路面加铺混凝土层的路面结构受力特点分析的基础上,针对旧沥青路面加铺层的高性能混凝土材料性能及配合比优化设计等方面进行了研究,主要研究内容如下:(1)将水泥、矿粉、粉煤灰视为一组总质量不变的混料,细集料和粗集料视为另一组混料,借助组合混料设计理论分析了矿物掺合料、水泥、砂率对高性能混凝土的工作性以及抗压强度的影响,同时得到了以坍落度和抗压强度为目标的回归方程,实现了配合比的优化设计。(2)在复合掺加粉煤灰和矿粉的高性能混凝土中加入不同掺量的聚丙烯纤维,通过室内试验得到了聚丙烯纤维对高性能混凝土力学强度和耐久性能的影响,试验结果表明,聚丙烯纤维能够提高高性能混凝土的抗冲击性能、弯拉强度、弯曲韧性、抗冻性能和抗渗性能,并能够降低收缩率,但对抗压强度基本无影响。(3)通过建立路面结构有限元模型,研究了旧沥青路面加铺混凝土路面结构在行车-温度荷载耦合作用下以及动态荷载作用下的力学响应。结果表明,层间连续状态下加铺层的耦合应力最小,增加加铺层和旧路沥青层的厚度并保证旧路具有较好的承载能力能够减小混凝土加铺层的拉应力。(4)考虑混凝土加铺结构设计中参数值的不确定性和变异性,利用MATLAB编程实现了水泥混凝土加铺层可靠度的蒙特卡洛算法,得到了以可靠度为目标的功能函数。结果表明,加铺层厚度、设计弯拉强度、旧路顶面当量回弹模量与输出变量呈正相关关系,预测累计当量轴次、混凝土弹性模量与输出变量呈负相关关系。