近年来，国内外橡胶沥青路面发展速度迅猛，取得的成绩有目共睹。但由于橡胶沥青路面结构设计理论不够完善、路面交通量不断增大，已建橡胶沥青路面很多较早地出现了一系列功能性和结构性破坏，严重影响了道路的使用寿命。因此，为了保证橡胶沥青路面能够满足寿命期内使用性能的要求，且不出现结构性破坏，针对河北橡胶沥青路面材料和结构特性，结合河北地区气候、交通状况等特点，依托廊沧高速公路建设工程，开展橡胶沥青路面结构优化设计研究具有重要的理论意义和应用价值。本文首先在调查分析了河北乃至国内外橡胶沥青路面的应用状况和研究进展的基础上，研究了橡胶沥青路面结构设计原则和设计流程，确定了河北地区橡胶沥青路面设计基础参数。其次，选取了河北地区代表性橡胶沥青路面结构，基于ANSYS有限元理论建立了橡胶沥青路面结构静力学有限元模型，同时考虑了廊沧高速交通状况，研究分析了不同结构形式下沥青层层底拉应变、半刚性层拉应力、沥青层剪应力和路面弯沉等力学指标响应，还研究了橡胶沥青路面结构组合对路面车辙的影响，提出了基于静力学分析的橡胶沥青路面力学设计指标；根据河北车辆类型和轴载状况，建立了实体轮胎模型，运用ANSYS动力学有限元软件进行了橡胶沥青路面在实际动荷载作用下的结构动力学仿真分析，研究了动载作用对橡胶沥青路面结构各力学指标的影响，并建立了基于动力学分析的橡胶沥青路面力学设计指标体系。然后根据河北路面层间材料使用状况，进行了橡胶沥青路面层间处治研究，分析了层间状态对橡胶沥青路面结构的力学影响，通过试验得出了适用于橡胶沥青路面的层间处治材料和使用方法。最后，对橡胶沥青路面结构优化设计方法进行了研究，选取了优化设计模型，从路面参数影响、层间处治、疲劳寿命和经济性等方面对橡胶沥青路面进行了优化设计，并推荐了适合于河北地区的橡胶沥青路面结构形式。