水泥混凝土路面在各级公路中应用广泛，如何延长水泥路面寿命，提高行车舒适性，目前成为道路工作者关心的问题。而水泥混凝土面板与其下的半刚性基层之间的层间粘结状态对混凝土板所受的荷载应力及温度应力均有一定的影响。现行设计方法中将混凝土板与基层之间的层间接触状态视为层间光滑无摩阻，这与实际情况有较大的差别。而当层间完全粘结时的温度应力及温度-荷载耦合应力需要进行深入的计算分析。本文对不同层间接触状态下半刚性基层水泥混凝土路面的荷载应力、温度应力以及温度-荷载耦合应力进行了ANSYS有限元计算，并通过与现场实测值的对比分析，确定了层间粘结时的综合粘结系数；提出了基于在低温下采用水泥浆粘结混凝土板与水稳碎石基层的层间粘结技术；计算了线性温度场和非线性温度场下不同层间粘结状态下的混凝土路面温度应力及温度-荷载耦合应力。计算结果及现场实测数据显示：采用水泥浆粘结技术在混凝土板内产生的预压应力可以抵消部分温度-荷载耦合应力，改善混凝土板的受力状态，延长水泥路面的使用寿命；分析了层间粘结时的最大板长、最佳施工温度以及混凝土板在徐变作用下预应力的有效年限；给出了层间粘结时混凝土板的建议最佳板厚、最佳基层弹性模量以及混凝土板的最佳平面尺寸。本文的研究结果可以为层间粘结时混凝土路面的结构设计、施工提供理论指导。