在我国公路建设中,水泥混凝土路面和沥青路面是最重要的路面形式。水泥混凝土路面具有强度高、耐久性能好等优点,广泛应用于高速公路的收费站、服务区、长大纵坡路段等对物理力学性能有严格要求的路段,对于这些特殊路段路面,通常采用钢筋混凝土和高模沥青混凝土处理,但并不能完全解决特殊路段路面结构早期破坏的问题。高强混凝土和超高强混凝土强度高、性能好,然而,由于其配合比设计和养护技术要求高,造价高,将其应用于特殊路段路面的研究较少。本文以C100水泥混凝土为研究对象,对其配合比、力学性能、冻融性能进行研究,并将其用于水泥混凝土路面设计中。研究发现,C100水泥混凝土路面的厚度可以适当减小,耐久性得到显著提高。本文基于超高强混凝土的DSP模型,通过掺入硅灰和高效减水剂(“双掺”)制备超高强混凝土。首先进行原材料性能试验,验证每种原材料的基本指标,确保原材料符合规范要求,可用于配制超高强混凝土;然后,依据正交试验设计方法,确定最佳的C100配合比方案,在此基础上,对所确定的C100混凝土进行抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、冻融循环等试验;用扫描电镜(SEM)对比观察普通混凝土和超高强混凝土的内部形态、孔结构和界面过渡区;最后,设计水泥混凝土路面结构,对比分析普通混凝土、高强混凝土和超高强混凝土的路面厚度。研究结果表明,超高强混凝土C100配合比为:水泥:水:砂:石=550:110:721:1128,其中硅灰掺量为10%,各项力学性能指满足设计要求,硅灰能有效地改善混凝土的力学性能,使混凝土内部结构更加致密;采用超高强混凝土设计的水泥混凝土路面层厚度可达19.2cm,比普通混凝土路面薄24.2%,比高强混凝土路面薄15.8%;当冻融循环次数为800次时,超高强混凝土的质量损失率仅为1.34%,说明超高强混凝土具有优良的抗冻性能。为超高强混凝土在高速公路特殊路段路面结构中的应用提供了新的途径。