水泥混凝土路面预制拼装快速修复技术是选择使用后场预制好的水泥混凝土路面板对原水泥混凝土路面破坏部位进行更换的一种快速、环保、经济的新型修复技术,水泥混凝土面板板的预制及养护等工序均在后场进行,现场仅需进行旧板的清除与基层凿平及新板的吊装与接缝处理,只需4～6小时即可开放交通,该技术具有开放交通快、造价成本低、耐久性好、环境影响小、现场施工适应性强等优点。水泥混凝土路面预制拼装快速修复关键技术主要有预制板结构设计、预制板吊装方案设计、预制板传荷方案设计、基层凿平技术、预制板调平和接缝处理技术及预制板破坏防治措施等。目前国内对该技术研究较少,且尚未形成可以指导应用的一整套技术方法。论文主要采用有限元分析方式,系统的分析了各类预制拼装快速修复关键技术,为该技术在实际工程中的应用提供一定的理论依据。首先,论文进行了预制板结构设计的分析,运用有限元软件建立单块预制板路面结构模型,分析了静荷载作用下预制板尺寸对路面结构力学响应的影响,并结合实际路面板块划分情况,提出了四种方案修复整块预制板。并基于四种修复方案进行了预制板路面结构力学响应敏感性参数的分析、日温度变化预制板路面结构温度应力的分析以及预制板吊装方案设计的分析。结果表明:尺寸大的板荷载应力较小,但温度应力及吊装时板底拉应力均较大;小尺寸板虽然荷载应力相对较大,但是温度应力及吊装时板底拉应力均较小;且预制板板底主拉应力与基层模量及土基模量均成反比。其次,论文进行了预制板传荷方案设计的分析,基于四种修复方案运用有限元软件建立预制板路面结构传荷模型,首先分析了路面结构分别在动荷载和静荷载作用下的力学响应及传荷能力情况,确定了路面结构静力传荷模型的可靠性,然后分析了传力杆布设方式及传力杆参数对传荷能力的影响,并进一步分析了新型GFRP杆在预制板路面结构中的应用。结果表明:传荷能力与传力杆间距成反比,与传力杆模量成正比,现行的公路水泥混凝土路面设计规范中传力杆的布设同样能够适用于预制板路面结构传力杆的布设;GFRP传力杆应用于路面传荷装置时,采用36mm直径以10cm间距布设时才能达到传统钢质传力杆按照规范最低要求30cm铺设时的路面接缝传荷能力。再次,论文进行了调平层的研究与分析,基层与预制板之间采用调平材料进行填充,通过有限元建模分析对调平层材料性能提出要求,并通过试验研究对调平材料的可靠性进行验证,结果表明:论文调配的调平层材料能够满足超重荷载作用下的路用性能要求,具有可靠的路用性能,且在施工工艺上与传统基层调平材料相比具有较大优势。最后,论文进行了预制板路面裂纹防治的研究,建立带有裂纹的预制板路面结构,分析无防治措施下裂纹尖端应力和应力强度因子在车辆轴载作用下变化规律以及防治措施下裂纹尖端应力和应力强度因子在静载作用下变化情况,结合重载下路面结构裂纹扩展情况分析结果,结果表明:预制板板底应力和裂纹尖端应力强度因子均与FRP模量及粘贴界面刚度成反比;FRP的加入不仅能够延缓或阻止裂纹的扩展,还能够提高路面结构的承载力。