本发明公开了一种基于关键响应等效的路面结构层等效模量确定方法及设备、存储介质，方法包括：确定路面结构层粒料类材料及路基土结构层对应的关键响应指标，作为等效计算依据；按照实际路面结构创建轴对称的路面结构数值计算模型，通过有限元方法计算考虑材料非线性特征的结构层关键响应Responsei，作为等效线弹性模量迭代计算目标值；基于当量应力状态的方法计算粒料类及路基土结构层初始迭代模量，通过有限元方法计算各迭代步下的关键响应根据计算获得的与Responsei确定下一次迭代模量，满足收敛条件时，获得的模量值即非线性结构层的等效线弹性模量。本发明科学合理，准确性高，为直接进行沥青路面设计提供理论依据。