近年来,随着行车荷载的增加,早期修建的水泥混凝土路面板底脱空严重,引起水泥混凝土板断裂或错台,许多水泥混凝土路面面临大修、改造。本文在广泛了解国内外对水泥混凝土路面加铺层研究成果的基础上,对脱空水泥混凝土路面的加铺层进行了较深入的研究。首先,调研各种结构的加铺层使用状况及特点,结合广西区的实际,提出旧水泥混凝土路面上加铺水泥混凝土板补强以及级配碎石加铺层的方案。通过对广西全桂路改造工程中多处水泥混凝土路面板下脱空状况的研究,获得脱空形态的分布规律,提出“脱空度”这一概念,用三维有限元方法定量分析脱空水泥混凝土板体受力状况和缩缝钢筋传力杆对于提高脱空水泥混凝土路面寿命的影响。其次,结合FWD等无损检测技术对路面参数的获取,探讨基于脱空度评价旧水泥混凝土路面复合式加铺层的设计方法,建立起一套较系统的路面无损检测评价和加铺层设计系统。由于级配碎石材料的非线性特性依赖于其材料的级配等特性,所以结合FWD模量检测数据,采用三维线弹性有限元程序分析级配碎石加铺层的应力、应变情况。介绍了应力吸收复合夹层(ISAC)防止反射裂缝这一理论,利用断裂力学-有限元方法分析其力学作用机理。最后,通过试验路验证脱空水泥混凝土路面加铺的结构设计方法,对旧板灌浆,复合夹层施工工艺和施工控制进行了研究。从试验路的使用情况来看,是成功的。