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疲劳荷载作用下的混凝土由于长期遭受腐蚀介质的作用，导致混凝土结构性能劣化，耐久性能降低而提前发生破坏。目前应力与腐蚀共同作用造成混凝土结构耐久性退化已成为土木工程界面临的主要问题，成为研究的一个热点问题；大多数混凝土结构都是带裂缝工作，裂缝成为一些侵蚀粒子进入混凝土的通道，缩短混凝土结构的使用寿命，裂缝的存在对混凝土结构的耐久性影响也越来越受人们的关注。本文结合苏通长江大桥的工程建设，以现场施工应用的配合比制备了试验用混凝土，重点研究了环境介质与疲劳协同作用对其耐久性的影响，同时也研究了粉煤灰不同掺量、不同的含气量以及掺钢纤维对混凝土性能的影响；并针对不同成因、不同宽度的裂缝对混凝土耐久性能的影响进行了系统的研究。
混凝土疲劳损伤变量确定研究了各配合比混凝土在不同应力水平下，应变在抗弯疲劳过程中的发展规律，通过疲劳试验结果的分析，采用残余应变和疲劳破坏时极限残余应变的比值来定义损伤变量。
疲劳损伤对混凝土耐久性的影响针对损伤发展的第二阶段，重点研究了不同损伤程度的混凝土耐久性的劣化情况。试验结果表明：疲劳损伤显著降低了各配合比混凝土的抗碳化能力，其碳化深度随疲劳损伤的增加而增大；相同损伤程度下，含气量高(>5％)的混凝土其28d碳化深度值要大于含气量低(≤5％)的混凝土，而钢纤维混凝土则具有优异的抗碳化性能。同样，混凝土的抗冻性能也随着疲劳损伤的增大而下降：当疲劳损伤达40％时，含气量越高的(>5％)混凝土经冻融循环后，其相对动弹性模量急剧下降；而钢纤维混凝土的相对动弹性模量则下降得比较平缓。此外，疲劳损伤也劣化了混凝土的抗渗性能，增大了氯离子的扩散系数。
裂缝对混凝土耐久性的影响通过不同的方法分别获得疲劳诱导裂缝、静载诱导裂缝和塑性收缩裂缝；研究了混凝土裂缝处的碳化深度和氯离子扩散深度随裂缝宽度的变化情况。结果表明：裂缝处的碳化深度和氯离子扩散深度值均随着裂缝宽度的增大呈升高趋势；对于相同裂缝宽度的静载诱导裂缝处，基准混凝土的碳化深度和氯离子扩散深度均大于掺钢纤维混凝土的；同样，掺钢纤维后不仅能够有效的防止混凝土开裂，而且同宽度的钢纤维混凝土裂缝处的碳化深度和氯离子扩散深度都要明显小于比基准混凝土的。
疲劳损伤对混凝土耐久性的影响机理利用压汞仪和光学显微镜从细观结构层次分析了经疲劳载荷作用后混凝土的孔结构、微裂纹和界面，揭示了疲劳损伤对混凝土耐久性劣化的成因。研究结果表明：疲劳作用劣化了混凝土的孔结构，增大了总孔隙率，并增加了有害孔含量；同时，疲劳作用也导致混凝土微裂纹在数量大幅度增多，在宽度和长度上不断增加；相同疲劳损伤程度的钢纤维混凝土中的微裂纹的数量和尺度均明显低于比基准混凝土的。由于疲劳损伤使混凝土内部缺陷增多，密实度降低，从而使得混凝土的耐久性随疲劳损伤程度的增大而降低。