在新建铁路线路中,为解决A、B填料或水泥硬化层作为基床表层容易引起疲劳开裂等问题,针对A、B填料或水泥硬化层整体刚度大、抗裂性差的缺陷,考虑温度应力和动荷载反复作用等影响,本论文进一步深化研究了沥青混凝土替代部分基床表层的可行性。综合国内外沥青混凝土在铁路中的应用研究,本文进行了铁路沥青混凝土强化基床表层的模拟仿真研究,基于弹性力学和粘弹性力学的基本理论,采用有限元分析方法,结合优化的广义麦克斯维尔模型,对铁路沥青混凝土强化基床表层进行不同温度下的仿真建模,探究沥青混凝土层作为轨下基础结构支承层的可靠性以及温度、荷载和速度对沥青混凝土层动力响应的影响。本论文的主要研究总结如下:（1）通过对国内外在铁路轨下基础结构中沥青混合料应用研究成果的归纳总结,结合沥青材料的温度敏感特性,提出了温度作为铁路沥青混凝土质量控制的关键因素,因此需要研究其在不同温度下受动荷载的动力响应。（2）基于粘弹性力学理论,确立了适用于本研究的铁路沥青混凝土的粘弹性模型,并在有限元分析中建立了相对应的3D模型。采用不同的弹性模量和粘弹性参数来模拟沥青混凝土不同温度条件下的材料特性,并对沥青混凝土的线性弹性和粘弹性分别进行定量描述。通过对不同温度下沥青混凝土层受动荷载的应变、加速度和竖向位移等参数研究,确定温度对沥青混凝土层动力响应的影响。研究结果表明:随着温度的升高,沥青混凝土层的竖向位移逐渐增加,横向拉应变和竖向应变也逐渐升高,且温度越高,应变变化越大。（3）利用正态分布描述了轮轨力的分布规律,在适当的轮轨力置信区间内选取轮轨力的值,明确荷载大小与沥青混凝土层动力响应的关系,探究了在不同温度条件下荷载对沥青混凝土层动力响应的影响。研究结果表明:在相同温度下,适当大小的荷载能够降低沥青混凝土层的主要应变,而竖向位移和加速度随着荷载的增加而增大。在较高温度（40℃）时,荷载对沥青混凝土层应变的影响明显高于较低温度时,且竖向位移出现了最大值0.36mm。（4）通过对不同车轮移动速度（160km/h、250km/h、350km/h、400km/h）对沥青混凝土层的动力响应性能影响研究,明确了列车速度与沥青混凝土层动力响应的关系,探究了不同温度条件下的列车速度对沥青混凝土层动力响应的影响。研究结果表明:在温度较高时（25℃,40℃）,列车行驶速度与沥青混凝土层的竖向位移呈近似反比的关系。在温度相对较低时,在整体上竖向位移呈现出随着速度增大而减小的趋势。