半柔性复合路面，是在开级配的大孔隙沥青混合料基体路面中，灌入以水泥为主要成分的胶浆复合形成的一种路面。该路面自出现以来就以突出的路用性能和疲劳性能而被广泛应用于机场、停车场、海港等重载区域。但由于我国复杂的气候因素，有的地方路面常年处于一个温度变化较小且对路面影响较小的环境条件下，而有的地方冬季又处于一个寒冷的环境，夏季处于炎热的环境，冷热长期循环以及车辆荷载共同作用下就很容易导致路面结构的破坏。因此，对冷热循环作用下半柔性复合路面的开裂演变规律开展研究具有重要意义。
　　通过体积法确定了大空隙母体沥青混合料级配，采用正交试验法设计最优的水泥胶浆配合比，最终确定出目标空隙率分别为21%、23%、25%的三种配合比以及最优的水泥胶浆配合比。其中水胶比是影响水泥胶浆抗折抗压强度以及流动度最主要的因素，水胶比越大，流动度时间越短，抗折、抗压强度越低；砂用量以及外加挤的影响不大。
　　通过理论与相关论文试验数据相结合的方法探讨了半柔性复合路面材料的组成结构及各材料的温度响应特性进而重点分析半柔性复合路面开裂机理的三个阶段。复合材料由母体沥青混合料和水泥胶浆构成，沥青混合料中粗集料多，细集料、填料以及沥青都少，沥青这种粘弹性材料的感温性较强，高温变软，低温变脆；石料几乎不随温度发生变形；水泥胶浆低温发生收缩，在高温膨胀变形。三个开裂阶段为：开裂初期由于水泥胶浆灌入，导致各层模量、强度不同，面层和基层之间形成薄弱的过渡层；中期由于各种材料线膨胀系数不同，变形不一致，导致应力集中使得过渡层发生破坏以及分离界面的形成；后期在长期温荷组合作用下，产生的裂缝逐渐扩展到路表，给路面水提供进入基层的途径，导致路基沉降最终发生结构整体性破坏。
　　本文利用ABAQUS建立二维路面模型在温度冷热循环区间为-5℃～35℃的条件下对半柔性复合路面的力学响应进行分析，得到升温过程中面层层底剪应力以及路表弯沉值增加，温度越大增加趋势更加剧烈。降温过程中，压应力、剪应力和路表弯沉值也随之减小，面层层底压应力和剪应力的减小趋势逐渐变缓。可得在冷热循环下路面结构的内部应力都较大，易发生开裂。在基层底部的拉应力以及拉应变几乎不受温度的影响而发生变化，仅受上部车辆荷载影响。
　　通过室内四点弯曲法疲劳试验法，进行冷热循环作用下半柔性复合路面疲劳开裂试验。研究结论表明：随着温度升高，复合材料的极限强度减少，劲度模量降低得越明显，疲劳寿命次数更少；随着温度降低，复合材料对应变水平的敏感程度随之升高。在周期性温度差异较小的地区的半柔性复合路面的疲劳寿命相对较长。
　　综合上述研究成果，优化了炎热、寒冷和温和地区适宜的半柔性复合路面的母体沥青混合料的空隙率的具体数值，为今后工程上采用半柔性复合路面提供了较为可靠依据。