随着高速公路建设的飞速发展，高等级公路沥青路面的建设应该追求既可靠又经济的目标，然而现有的规范对两者的考虑还不够。本论文从沥青路面结构的可靠性与经济性两方面入手，开展以下的研究工作： 首先，针对沥青路面结构可靠度计算的特点和蒙特卡罗方法模拟次数比较多的问题，本文将响应面方法引入到沥青路面结构的可靠度计算，为后续的优化工作做好铺垫；对于控制路面使用性能的主要指标——弯沉、弯拉应力，本文采用显式化公式求解。计算结果表明了响应面方法在沥青路面结构可靠度计算上的适用性和优越性。 其次，本文利用大型有限元分析软件ANSYS进行沥青路面结构可靠性设计参数的敏感性分析，讨论了路面结构有限元分析过程中的建模、网格划分、边界条件的设定等问题，得出各层厚度和模量的变异性对于沥青路面结构可靠度影响程度的大小，可以给施工提出一定的指导意见。 第三，本文将路面结构可靠度作为优化模型的约束条件，建立了沥青路面结构的厚度优化模型，并且针对常用优化方法复杂、精度低等缺点，采用非数值优化方法遗传算法来进行模型的求解。 通过对不同的优化方法进行对比后发现，遗传算法在沥青路面结构可靠性优化上的应用是可行的，表明了遗传算法的高效性。 本文通过采用响应面方法、有限元法以及遗传算法，将沥青路面结构的可靠性和经济性科学地结合在一起，给沥青路面结构可靠性及其优化方法的研究提供了一种新的思路和方法。