接缝是水泥混凝土路面的重要结构,同时也是水泥混凝土路面的薄弱环节。由于接缝引起的路面损坏是水泥混凝土路面的主要病害类型,如唧泥、脱空、板角断裂等,环境作用下接缝张开量的变化是产生接缝损坏的因素之一。因此,本文深入开展环境作用下水泥混凝土路面板边接缝变化研究,具有重要的现实意义。通过水泥混凝土路面病害调查,以及温度梯度、湿度状况、面板尺寸等接缝张开量影响因素分析,得出接缝张开量随着温度梯度的增大而增大；湿度变化对接缝张开量的影响与温度处于相同的数量级；缩缝缝隙宽度和日变化量随着胀缝间距的增加和缩缝间距的减小而减小。通过对水泥混凝土面层温度日变化、不同时刻面层温度随深度变化、面层日最大温度梯度、以及面层湿度分布情况的分析,进行了翘曲变形、伸缩变形和干湿状况对接缝张开量预估研究,推导出正负温度梯度下路面板处于纯弯状态时接缝张开量预估公式。利用有限元软件建立三维接缝模型,量化分析了各因素对接缝张开量的影响,得出温度梯度、基层模量、面板长度以及面板厚度对接缝张开量的影响显著,接缝张开量与温度梯度呈对数关系,与基层模量呈乘幂关系,与面板长度和面板厚度呈指数关系,且温度梯度的影响大于面板长度和基层模量,面板长度与基层模量影响相当,均大于面板厚度;基层厚度和层间结合状态对接缝张开量的影响不显著。基于前述分析,回归出综合考虑温度梯度、基层模量、面板长度以及面板厚度的接缝张开量模型公式。依据理论分析结果,在广西选取贫混凝土、水泥稳定碎石、级配碎石三种不同基层类型水泥混凝土路面进行为期一年的现场接缝观测,进一步验证了理论分析的正确性,并基于现场实测数据对理论模型进行修正。在调查接缝填缝料的性能及应用效果基础上,提出了基于气候分区的水泥混凝土路面接缝填缝料选用标准,并进行了传力杆尺寸、拉杆尺寸、缩缝间距与宽度、胀缝间距与宽度设计。