内蒙古地区东西地理跨度大，设计得到的路面结构形式单一，在道路使用寿命内易出现低温开裂；同时低温设计温度的取值存在一定的局限性。基于此，在对内蒙古东部地区路面结构调研的基础上，对影响内蒙古东部道路路用性能的环境因素展开研究，提出基于系统聚类分析的方法以针对内蒙古东部道路气候进行合理分区，得到了内蒙古东部道路综合气候分区，提出了合理的沥青路面低温设防值与不同路面结构的低温裂缝指数。首先，基于内蒙古东部地区道路气候区划关键因素研究结论，提出道路气候区划分区方案与气候分区关键指标，建立了气候分区指标体系，进一步开展基于系统聚类分析方法的内蒙古东部道路气候合理分区研究；其次，引入低温重现期，建立Gumbel极值温度模型，提出基于重现期的沥青路面低温设防指标及计算方法，计算得到内蒙古东部地区低温设防值及不同路面结构低温裂缝指数。结果表明，基于重现期的低温指标设防值较规范值相比更合理，内蒙古东部地区高速公路的低温设防温度为-45℃。