我国目前寒区混凝土道路工程的设计方案主要是根据使用任务的要求和交通情况来确定路面等级,考虑路上车型组成和交通量大小,以及当地自然条件、材料供应情况和施工条件等因素来选定面层类型等。传统设计思路主要考虑设计施工阶段,仅考虑了道路施工的前期成本,并未充分考虑运营期维修养护,尤其是寒区混凝土道路每年不仅遭受车辆荷载的疲劳破坏,还要遭受自然冻融的损伤破坏,导致每年需要花费大量财力来维修加固道路,从而增加了很多前期设计中未考虑的维护成本。因此目前我国急需混凝土道路工程全寿命设计,尤其是加强寒区混凝土道路运营期的损伤和维修养护策略及成本、风险分析方面的研究,使得混凝土道路以较小的成本获得较大的效益。本文在前人研究的基础上,基于试验数据建立了寒区混凝土道路劣化模型,依据该模型提出一种依靠无人机手段的寒区混凝土道路损伤侦测方法,并提出了三种不同的维护策略,针对三种维护策略推导出维护模型和成本模型,并通过风险分析对成本模型进行完善。本文主要的研究工作包含以下几点:1.利用本课题组混凝土冻融和疲劳损伤试验数据以及疲劳和冻融交互作用下损伤试验数据,引入冻融损伤影响因子,以表征冻融循环的损伤破坏对混凝土疲劳性能的影响,建立冻融和疲劳共同作用下的混凝土损伤退化模型,利用该模型基于等效疲劳理论提出冻融与疲劳共同作用下寒区混凝土道路寿命预测方法,并加以算例分析,以验证该方法的可行性。2.对寒区混凝土道路需要开始进行维修养护的时间节点进行研究,利用无人机摄像提出一种适合于寒区混凝土道路的损伤侦测及评估方法。基于已有的混凝土道路维修养护方法和全寿命设计思路,利用本文建立的混凝土损伤退化模型,提出三种不同的寒区混凝土道路全寿命维修养护策略。3.将三种不同的维修养护策略引入混凝土道路全寿命成本理论,得到三种不同的混凝土道路全寿命设计运营期维修养护策略的成本模型,通过算例针对每一个不同的成本模型进行分析对比,提出相对适合的全寿命设计维修养护成本方案。4.为补充和完善寒区混凝土道路全寿命设计运营期维修养护成本模型,本文将风险分析引入该成本模型,并通过对寒区混凝土道路运营期可能出现的风险进行分析研究,得出是否需要在维修养护成本中增加额外的风险成本(专项检测成本和专项维修成本),并利用风险分析方法试算,验证其必要性,并提出考虑风险成本的寒区混凝土道路运营期维修养护成本模型。本文对寒区混凝土道路运营期的损伤和维修养护策略及成本、风险分析方面进行了研究,对我国北方寒区混凝土道路工程全寿命设计运营期维修养护策略的评估和决策有一定的理论意义和实用价值。