掌握路面的使用性能是一项非常复杂的任务，不仅要知道路面是怎样表现其性能的，而且还应知道路面为什么会表现为这样的性能，即要研究路面使用性能变化的内在机理（结构行为）。路面的结构行为决定了路面的使用性能（宏观表现），路面的使用性能又是研究结构行为的基础。中国的同济大学经过长期的研究积累建立了反映路面使用性能和主要影响因素（如荷载、环境、材料、结构等）之间关系的方程，即路面结构行为方程：

式（1）中为路面损坏状况指数，pavement condition index的缩写；为初始损坏状况指数，一般为常量；为路龄；为寿命指数；为形状指数。、是与交通、环境、路面结构组成和材料性能相关的变量。结构行为方程把路面性能与路面结构组成直接关联起来。结构行为方程中的、作为路面弯沉和沥青层厚度的函数，和结构疲劳方程中的弯拉应变（式2）结合在一起反映了结构的力学性能，而疲劳方程能够更为准确地反映沥青材料在结构中的表现。所以，结构行为方程和结构疲劳方程可以全面描述路面结构的结构性能和演变机理；而沥青路面车辙预估模型（式3）则从另一方面反映沥青路面功能的变化。这3个方程构成了沥青路面结构行为方程组。

疲劳方程：

式（2）中为弯拉应变值；为疲劳破坏时的荷载作用次数；、为由疲劳试验确定的参数，结构和材料相同时为常量。

车辙预估模型：

式（3）中为沥青层永久变形；为隆起系数，对不同基层类型取不同数值；为路面结构分层数；为第亚层路面平均温度；n为累计轴载作用次数；v为行车速度；为第亚层平均剪应力；为第亚层抗剪强度；、、、、为模型参数，常量。