水泥混凝土路面作为一种高等级路面结构形式,被广泛应用于国道、省道、乡村道等公路和城市道路中。随着交通事业的发展,水泥混凝土路面存在不同程度的病害,严重影响公路的通行能力。综合考虑水泥混凝土路面病害的各种成因,提出装配式水泥混凝土耐久性路面结构。装配式水泥混凝土耐久性路面具有耐久性好、建设周期短、养护维修便捷等优点,是一种即经济又环保的路面结构。因此,对装配式水泥混凝土耐久性路面进行研究具有重要的理论和现实意义。本文的具体工作如下:(1)利用大型有限元软件ABAQUS,建立装配式水泥混凝土单板路面模型,确定装配式水泥混凝土耐久性路面的破坏模式,分析装配式水泥板平面尺寸、基层模量等因素对路面单板结构的影响;模拟考虑接缝的装配式水泥混凝土路面接触行为,得到静载作用下装配式水泥混凝土路面力学特性和接缝传荷能力计算结果,并对动载作用下装配式路面的动态响应进行研究;同时对存在板底脱空的装配式路面结构进行动、静载模拟,确定最不利脱空发生位置,全面了解装配式路面结构的力学特性。(2)在有限元分析结果的基础上,运用正交分析法及多元回归法总结出最大荷载应力公式,提出装配式水泥混凝土耐久性路面设计方法;通过对装配式水泥混凝土路面施工吊装进行受力分析,确定混凝土预制板平面尺寸;并给出了适用于不同交通等级的装配式水泥混凝土耐久性路面的典型结构形式。(3)为提高路面耐久性,通过在混凝土中掺入引气剂和硅灰,系统地对抗折强度、耐磨性、抗冻性以及抗氯离子渗透性等性能进行对比分析,对装配式水泥混凝土面层配合比进行优化设计研究。(4)将装配式水泥混凝土耐久性路面应用于工程实际,研制自动化拼铺设备,解决装配式水泥混凝土耐久性路面的铺筑问题。