机场刚性道面在开通使用一段时间后,由于受到施工过程中的人为因素、服役过程中的外界环境因素以及复杂多变的荷载作用的影响,其表面功能性构造特征会逐步丧失,内部结构出现损伤破坏,整体性能不断衰减,以至于出现严重病害。造成这些病害始终无法根治的原因之一是对机场刚性道面的结构特性和内部损伤发展过程还缺乏深入的研究,这一缺陷给道面结构的设计、施工、养护和改建工作带来很大的盲目性。因此,有必要采用更合理的方法研究刚性道面结构在飞机荷载作用下的性能衰减特性。首先,明晰材料损伤变量的定义,分析比较常用的混凝土损伤本构模型的优势和缺陷;依据面层和基层的材料特性以及外荷载的作用形式,选择ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型作为结构层材料的本构模型,并对该模型的相关理论进行详细阐述;依据规范中混凝土单轴拉压应力-应变曲线,结合Sidiroff的能量等价原理,推算得到面层材料的塑性损伤参数;根据水泥稳定基层压缩试验实测数据和抗拉强度试验结果,结合基于能量损失的损伤因子计算方法,获得基层材料的塑性损伤参数。其次,基于交通荷载模拟方法的调研结果和飞机荷载对道面的作用特征,建立滑行动荷载的时程表达式,运用Fortran语言编写Dload子程序,实现非均布荷载的移动和循环施加;依据实测数据和全机仿真结果适当简化飞机着陆过程,确定着陆冲击荷载的组成和波形拟合方式。然后,结合道面结构特性,建立机场刚性道面典型结构三维有限元模型;从竖向位移、垂直应力、板底拉应力等多个角度分析道面结构在单次飞机荷载作用下的动态力学响应。结果表明,地基弯沉在道面结构总弯沉中所占比重很大,面层与基层结合处的相互作用对法向的约束力有限,滑行动荷载对道面结构整体性能的削弱作用大于着陆冲击荷载。最后,对所建立的道面结构仿真模型分别施加重复作用的滑行动荷载和着陆冲击荷载,依据刚度退化分布云图分析道面结构层内部的损伤演化情况;通过对不同加载模式下损伤发展过程的比较,提出一些对机场刚性道面结构设计、施工和维养有参考价值的结论。