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根据高速公路路基的实际情况，建立了三维分层地基模型，分别考虑了刚性路面和柔性路面的情况，利用传递矩阵法获得了置于刚性基岩上的层状地基和分层半无限地基的刚度矩阵，将车辆荷载简化为矩形均布移动荷载，利用Fourier变换方法得到了层状地基系统在交通荷载作用下的三维振动解，并用快速傅立叶逆变换方法得到了数值结果，与模型试验结果进行了比较，显示出了较好的一致性，同时分析了荷载大小、土层性状对响应结果的影响，得出了一些有意义的结论。研究结果可为路面施工设计及路基动力响应分析提供参考。