本文在前人对混凝土氯离子扩散系数、冻融循环对混凝土的劣化及混凝土耐久性设计等研究的基础上,以辽宁省营口市滨海公路辽河特大桥混凝土耐久性设计为研究背景,进行关于北方寒冷地区冻融循环条件下混凝土的劣化对其氯离子扩散系数影响的试验研究,进而对混凝土保护层厚度设计提出初步计算方法。首先,对滨海公路辽河特大桥工程六系列混凝土进行了配合比设计,对各系列混凝土的力学和耐久性进行了系统试验。试验结果表明：提高混凝土耐海水的侵蚀能力,必须提高其抗氯离子渗透性能。采用双掺和三掺矿物掺合料,水胶比低于0.38,胶凝材料总量不少于470kg／m3,可有效降低氯离子扩散系数,提高混凝土抗海水侵蚀能力。采用混凝土中双掺和三掺优质矿物掺合料,使用优质高效减水剂降低水胶比,仍是目前提高混凝土抗氯离子等有害离子侵蚀的主要方法。其次,采用电迁移试验(RCM法)测定了不同龄期和冻融循环后混凝土中氯离子扩散系数。结果表明：冻融循环对混凝土劣化和龄期对混凝土损伤的修复对氯离子渗透性能起到双重影响；混凝土氯离子扩散系数随冻融循环次数的增加而近似呈直线关系增大,随标准养护龄期的增长而近似呈指数函数关系下降。最后,建立综合考虑养护龄期和冻融循环对混凝土的影响而求得氯离子扩散系数,继而计算混凝土保护层厚度的计算模型。利用标养28d氯离子扩散系数,采用Fick第二定律计算的保护层厚度照比本文计算模型计算结果明显偏大,该结论与近二十年我国沿海地区混凝土结构保护层厚度的调查统计结果相一致。