水泥混凝土路面是我国等级公路路面结构的主要形式之一，普遍认为水泥路面具有耐久性好等优点，因此水泥的设计寿命可长达30年。然而已建成的水泥路面，往往在远没有达到设计寿命时就出现了开裂、断板等病害，说明已建成的水泥路面的可靠性不足。水泥路面的结构参数、所处的环境因素以及承受的交通荷载作用都具有不确定性，使得路面结构的使用寿命成为随机变量，因此需要对水泥路面进行可靠度研究。首先分析了水泥路面结构层厚度、模量等结构参数和交通量参数的分布特征和变异范围，他们普遍具有服从对数正态分布的非负特征，而变异水平与施工控制水平有关，并且随着路面结构使用年限的增加，结构性能出现衰减而变异性增加。然后，针对水泥路面可靠度问题的特点，把蒙特卡罗抽样的方法与路面结构的有限元模型相结合，实现了对路面结构可靠度的计算，并分析了各设计参数对路面可靠度的影响，结果表明面层混凝土弯拉强度对可靠度影响最大，其次是路基模量和面层厚度，而基层模量变异性影响相对较小。最后计算了路面结构使用中出现基层和路基性能降低以及基层不均匀支撑等不良状况对路面可靠度的影响，结果表明基层模量降低一半，变异系数增加0.05时路面可靠度降低约3%，同时路基模量降低一半，变异系数增加0.1时，路面可靠度降低约21%，而纵缝边缘中部局部脱空区域的出现也使路面可靠度显著降低。由于路面材料存在空间变异性，分析板底地基简化的二维随机场分布特性对路面可靠度的影响，结果表明，把材料参数作为单一随机变量时失效概率偏大。