水泥混凝土路面在世界范围内取得了广泛应用，各国在结构设计和实际应用中积累了大量的经验，形成了一系列的设计方法、设计规范和指南，用于指导路面结构设计。我国现行水泥路面设计规范在实际使用中还存在一些不足，采用全量状态方程，不能很好考虑交通荷载、温度梯度和路基回弹模量随时间变化对路面结构应力、结构疲劳的影响，难以计算路面板任意时段内的疲劳损伤。鉴于此，采用路面板力学模型，应用有限元方法分析了多种条件下路面板的力学响应，综合考虑交通轴载、路面温度梯度和路基模量随时间的变化，探讨了多因素变化条件下路面板的疲劳损伤，构建了一种增量型的水泥混凝土路面结构设计方法，主要结论如下：
　　1分析了水泥混凝土路面面层和基层层间接触状态对路面结构力学响应的影响，水泥混凝土路面结构最不利的层间接触状态为水平光滑、竖向受拉分离。
　　2层间水平光滑、竖向受拉分离时,应用BP神经网络预测了路面板的温度翘曲应力，与有限元结果相比，误差在3%以内。层间水平光滑、竖向受拉分离时，若混凝土自重不足以约束板在温度梯度作用下的拱起，轴载和温度梯度作用存在耦合效应。给出了层间水平光滑、竖向受拉分离时标准轴载和温度梯度作用下的荷温综合应力近似计算公式，与有限元结果相比，误差在5%以内。不同轴重单轴双轮和温度梯度作用时，亦可使用上述公式计算荷温综合应力。
　　3采用累加法统计路面板某段时期的疲劳损伤，合理的温度梯度统计时间步长不应大于1h。轴载昼夜分布对疲劳损伤有较大影响，总轴载作用次数一定时，日最大温度梯度较高的特征日疲劳损伤、年疲劳损伤几乎完全由白昼轴载作用次数决定。轴载随时间均匀分布时，将负温度梯度保守处理为0时的年疲劳损伤相对误差在7%以内。
　　4构建了一种增量型的水泥混凝土路面结构设计方法框架，分析了6个代表城市、3种路面结构采用现行规范方法和增量型设计方法计算结果的差异。该结果表明，层间水平光滑、竖向连续时，增量法和现行规范方法计算所需的面层厚度差距基本在0.5cm内；采用增量型设计方法，层间受拉分离时所需的面层厚度比层间竖向连续时要多0~2cm。
　　研究可为水泥混凝土路面结构设计提供参考。