公路工程作为基础设施建设领域的重要组成部分,对经济发展和综合国力的提升都有巨大推动作用。公路隧道则因具备提高线路标准、缩短里程等诸多优点而备受青睐。截止2019年底,公路隧道总里程占公路总里程在近十年的占比从0.133%增至0.378%,已建公路隧道超19067座。公路隧道属半封闭的管状空间结构,温、湿度等环境特点存在较大差异,亦处公路工程中的咽喉部位;且随着渠化交通严重、紧急制动频繁,使结构力学响应特性和功能性能演化规律均有别于一般路面。为满足运营的舒适、安全、快捷、耐久及经济的要求,需合理的材料、结构组合和厚度设计,使隧道路面具备优良的结构性能和功能性,而采用传统改性沥青胶结料的隧道路面在特殊荷载和环境下出现剥落、坑槽、耐久性差等问题亟待解决,因此迫切需要建设新型高性能的长寿命隧道路表结构。为响应“交通强国”的国家战略,践行“提质增效转型”的重要战略方针。借鉴国外重载下长寿命路面材料的研究开展长寿命隧道路表材料甄选和室内验证,确定以环氧沥青作路表磨耗功能层;利用有限元软件Abaqus分析典型结构的力学响应特点,且结合隧道路面病害特征和梯度功能复合式路面设计原理,初拟了长寿命隧道路表结构,研究拟定结构在不同力学参数、荷载工况、层间接触状态、传力杆作用、不同支承情况下的性能演化规律和受力特性;并按“桥渡原理”进行结构寿命预估和经济性分析,证明环氧沥青隧道路表铺装结构具备卓越的耐久性和良好的经济效益。主要结论如下:（1）通过材料的甄选和室内验证发现:环氧沥青混合料动稳定度达16242次/mm,残留稳定度比为91.7%,冻融劈裂抗拉强度比为90.2%;低温下最大弯拉强度达6.9MPa,最大弯拉应变达2800με,摩擦系数达74.5BPN,渗水系数大于5253ml/min,且基于环氧沥青材料在圣马特奥大桥、南京长江二桥的成功应用,新西兰开级配环氧沥青混合料专项研究预估寿命达144年,因此环氧沥青可作为一种优异的长寿命隧道路表材料。（2）通过对环氧沥青隧道路表结构的力学响应分析,主要控制指标为弯拉应力、弯拉应变、最大竖向剪应力和横向剪应力;仅竖向荷载作用时,各向指标的极限响应值均出现于层底;水平荷载作用时,最大水平剪应力出现于路表。且最不利的荷载位置是偏载;仅竖向荷载作用时为轮胎上边缘与缩缝下边缘重合位置,水平荷载作用时为轮胎下边缘与缩缝生边缘重合位置;荷载从标准轴载上升至超载,再到紧急制动耦合作用下,拉应力增幅依次为81.3%和18.8、拉应变增幅分别为83.7%和16.5%、剪应力增幅分别为79.4%和81.6%,说明超载对环氧沥青结构的抗疲劳和抗裂性能影响最为显著,水平荷载则对结构的抗剪切流动变形性能影响显著。（3）环氧沥青结构疲劳特性对参数的敏感性分析表明,环氧沥青层模量＞环氧沥青层厚度＞应力吸收层厚度＞应力吸收层模量。主要控制指标为最大纵向拉应力、最大纵向拉应变和最大横向剪应力。单层和双层环氧沥青结构具备较好低温抗裂性能较好,低温下双层环氧结构（厚度≥4cm）的抗疲劳性能优单层环氧结构（厚度＜4cm）,而单层环氧的结构的抗剪切性能优于双层环氧沥青结构。单层环氧结构不同荷载工况均适用,具备优异的抗裂、抗疲劳和层间抗剪切性能;双层环氧结构适用于超载、渠化交通严重的路段;传力杆布设时,单层环氧结构更适合特殊荷载工况。（4）环氧+应力吸收层（改性沥青）结构应力吸收层模量的影响分析表明,环氧+改性沥青结构的抗裂、抗疲劳性能优于环氧+应力吸收层结构。后一种结构适用于标准轴载作用的路段,具备优异的抗裂、抗疲劳和层间抗剪切性能,不适用于重载和紧急制动频繁、拐弯及长大纵坡路段。前一种结构适用于渠化交通超载严重和紧急制动频繁的路段。传力杆设置时,前一种结构适用于仅竖向荷载作用的路段,后一种结构更适合超载或者特殊荷载工况。（5）拟定结构随不同荷载工况、层间结合状态的性能演变规律表明:层间接触状态对结构纵向拉应力、纵向拉应变、横向拉应力（超载）、竖向剪应力（超载）和横向剪应力（水平荷载）指标影响显著。（6）板底支承情况对环氧沥青结构的影响研究表明:环氧沥青结构在板底脱空下控制指标是纵向拉应力、纵向拉应变、横向拉应变和最大竖向剪应力;板角脱空对结构性能影响最为显著,且随着脱空面向深度增大而减小,随着脱空面纵向尺寸的增大,力学响应值总体呈增大的趋势,说明脱空面的纵向尺寸越长对结构性能影响越显著。（7）根据经济性分析推荐顺序是单层环氧结构、环氧沥青+应力吸收层、环氧沥青+改性沥青、典型结构的双层环氧结构;表明环氧沥青隧道路表铺装结构在30年内具有良好的经济效益。