水泥混凝土路面板下脱空是水泥混凝土路面常见的结构性损坏之一,脱空对路面板的受力是极为不利的,严重影响其使用性能和疲劳寿命。使用中的水泥混凝土路面,基础的局部脱空现象是大量存在的。已有研究大都基于对面板脱空的试验评定,而从力学上分析板下脱空机理的文献很少。本文运用损伤力学,对板下脱空做了一些研究,其主要内容如下:1.建立路面板力学分析模型,基于弹性损伤一般理论,取其二阶近似形式,得到一个含有三个独立参数的损伤本构模型。基于这一损伤力学模型,采用损伤力学—附加荷载—有限元法,利用Fortran语言编制相应的平面3结点三角形单元有限元计算机程序。对水泥混凝土路面板下脱空的破坏过程进行数值模拟研究。2.依据数值计算结果,从三个方面来分析水泥混凝土路面板的脱空演化过程。一是介绍了路面板下脱空的一般损伤演化过程,分析了不同荷载作用下的路面板脱空演化形态,从位移、损伤及应力场分布来分析荷载变化对板下脱空的影响;二是研究了地基模量对路面板脱空演化的影响。计算表明,当地基模量超过一定范围后,提高基础模量对改善路面板的使用性能已无实际意义;三是对路面板在预先存在板下脱空的情况进行了分析,从计算结果发现板下预先脱空对路面板的使用性能和疲劳寿命极为不利。结果表明采用弹性损伤理论能较好地反映脱空的实际演化过程,可运用损伤理论作为路面板脱空新的分析方法。3.将弹性损伤理论与有限元法相结合,形成损伤力学-有限元法,用于分析与模拟沥青混凝土悬臂梁试件的疲劳过程,并与试验结果进行对比,检验了损伤理论用于分析混凝土材料疲劳过程的有效性与精度。