我国现有的水泥混凝土路面有相当一部分已经接近或超过设计年限，路面已出现严重病害，直接影响了道路的通行能力和服务水平。混凝土路面板的损坏从力学破坏类型方面分析，主要是由于荷载应力和温度应力引起的，增加混凝土强度和板厚度可以有效改善板的受力情况，但是在实际应用中，受材料、施工及经济条件制约，不能无限地提高混凝土板的厚度和强度。因此，从混凝土板块的几何形状及三维尺寸方面进行研究具有重要的意义。论文分析了混凝土路面的主要病害及产生的原因，旧混凝土路面处治措施，不同形状混凝土板的工程适用性；对旧混凝土路面加铺六边形混凝土板及矩形混凝土板进行了力学特性对比分析，并研究了旧混凝土板模量、基础模量、加铺层混凝土板厚度及其模量、传力杆对加铺层六边形混凝土板的荷载应力、温度应力和耦合应力的影响。利用有限元软件，分析了荷载作用于不同位置时六边形混凝土板的应力特性，确定了六边形混凝土板的最不利荷载作用位置；与矩形板相比，六边形混凝土板可以更有效地改善混凝土面板的受力状况。综合分析加铺层六边形混凝土板荷载应力、温度应力，以及车辆荷载和温度荷载共同作用下的耦合应力，确定了适宜进行旧路加铺改建的旧混凝土板模量范围，及加铺层六边形混凝土板厚度范围；建议在进行旧混凝土路面加铺改建时，应对基础强度进行检测，对强度较低的基础进行封堵、压浆等技术处理，以达到较好的基础支撑作用；得出加铺层六边形混凝土板荷载应力、温度应力和耦合应力与其本身模量具有很好的线性相关性，建议在满足加铺层混凝土板强度的情况下，选用合理的加铺层混凝土板模量；得出传力杆对减缓加铺层六边形混凝土板应力起到了一定的作用，应力折减系数一般在0.90～0.93之间。