水泥混凝土桥是我国现有各等级公路及市政桥的首选形式,但由于铺装层沥青混合料与桥梁混凝土在性能上的较大差异,易导致铺装层产生早期损坏,特别是在车辆重载作用及水的侵蚀影响下呈加速破坏态势,这不仅妨碍了交通安全,还会造成巨大的经济损失。本文首先通过对桥面铺装的病害调查与分析,明确其病害类型及病害成因,提出桥面铺装的设计控制指标,并根据桥面铺装的结构特点建立力学模型,分析铺装体系在轮载作用下的层间应力响应及其影响因素。然后针对铺装下层抗高温车辙及水稳定性的要求,对其进行组成设计,并以基质沥青混合料为基础,就SBS改性沥青混合料和PE改性沥青混合料的路用性能开展对比试验研究。本文还根据防水粘结层材料的技术要求,提出了合理的性能评价指标,选用三种常用柔性涂膜类材料为研究对象,确定了各自的最佳涂抹量,并进行粘结性能影响因素分析和不透水性能对比分析。最后采用硅烷偶联剂和预拌碎石分别作为防水粘结层的底涂剂和保护层,研究其对层间稳定性的改善效果,确定了偶联剂的最佳用量、保护层碎石的合理撒布量,并对碎石级配进行了优选。本文研究成果很好地解决了桥面铺装早期损坏与层间粘结薄弱等问题,具有良好的实用价值和深远的指导意义。