季冻区环境温度变化幅度大,在温度、荷载作用下,沥青路面易发生反射裂缝等病害。通过对晋北季冻区沥青路面病害调查,从力学指标设计出发,应用有限元模拟、试验研究,对半柔性基层沥青路面结构形式进行研究,为季冻区反射裂缝防治措施提出新思路。首先,通过对晋北季冻区道路实地调查与病害分析,得到道路主要病害为反射裂缝,并对其形成机理进行分析,总结出反射裂缝病害的常见防治措施。为了从基层控制反射裂缝的发生,经对比分析半刚性基层和柔性基层优缺点,提出半柔性基层。结合调查数据,采用HPDS设计验算得出了半刚性基层、柔性基层、半柔性基层沥青路面的合理结构。通过分析温度、荷载等因素对道路的影响规律,运用Abaqus软件构建了季冻区沥青路面的温度-荷载耦合场模型。以此为基础,计算分析三种基层裂缝尖端的应力强度因子,得到半柔性基层在季冻区环境下反射裂缝较稳定。其次,通过对《公路沥青路面设计规范》中力学指标分析,结合季冻区特点,补充建立了力学指标体系。运用灰关联熵法,以应力强度因子为评价对象,分析得出沥青路面抗反射裂缝的力学指标序列。通过比较半刚性基层、柔性基层、半柔性基层沥青路面的力学指标值,采用熵权-TOPSIS法得到半柔性基层沥青路面具有较好的抗反射裂缝效果。再次,通过分析半柔性基层混合料中水泥、乳化沥青的相互反应,探索半柔性基层强度形成的机理及其它性能,并通过半柔性基层混合料无侧限抗压强度、抗压回弹模量、间接抗拉强度等力学试验,以及干缩试验、冻融试验分析得到半柔性基层混合料良好性能。最后,依托实际工程实施,总结出半柔性基层的施工工艺,运用现值法对半柔性基层沥青路面进行全寿命周期费用进行计算,得出其良好经济效益,为半柔性基层沥青路面的使用提供了指导依据。该成果的应用可减少反射裂缝的产生,提高道路使用寿命,体现节能减排的设计理念,具有广阔应用前景。