桥面铺装层作为混凝土桥的重要组成部分,其工作状态的优良直接影响了桥梁整体的耐久性和舒适性。城市匝道桥具有着大纵坡、小半径的不利线型,在重复轴载和环境因素的作用下,桥面铺装较早就会出现车辙和疲劳,严重影响了城市匝道桥的正常通行能力。目前关于桥面铺装结构设计的相关规范缺少对桥面实际荷载工况的讨论,只提供了经验性的厚度范围。现有对于桥面铺装力学响应的研究上,存在着较少考虑黏弹性且没有考虑桥梁线型对铺装层使用的影响的问题。为了弥补现有设计和研究的不足,本研究综合考虑了线型、车速等工况条件,分析确定了轴载的力系空间并通过Abaqus有限元软件建立了桥面铺装的子模型结构。在此基础上,对铺装层在移动荷载作用下的力学响应、温度场分布以及车辙变形开展了系统性研究:（1）为了确定不同线形和车速工况下车轮荷载,本文确定陕汽重卡SX1160为计算车型,对车辆在弯道、纵坡上坡和下坡匀速行驶时进行受力分析,确定了不同工况下的竖向力和横向、纵向水平力的计算公式。由此得出,车轮在纵坡工况行驶下上坡时驱动轮出现超重现象,从动轮出现失重现象。车轮在弯道工况行驶时,横向水平的存在使得同轴的内侧轮和外侧轮产生“布载不均匀”的现象。通过卡车工程软件,设置不同的车辆、驾驶员和道路模型参数进行模拟得到车轮在不同弯道半径、超高、纵坡和车速工况下的三个方向的荷载,验证了上文受力分析的正确性并为下文的有限元计算提供基础。（2）参考桥面铺装的设计资料,选择SMA-13作为铺装层材料。铺装层设置为双层结构且层间完全粘结。为测得铺装层的黏弹参数,制备了SMA-13混合料试件并进行动态模量实验。通过HN模型拟合了沥青混合料的主曲线,得到了桥面铺装层材料的粘弹参数。参考多箱梁桥的设计资料,在Abaqus中建立了一跨桥梁的上部结构模型。为了提升计算效率并得到高精度的计算结果,本文根据圣维南原理将桥梁上部结构模型切削得到桥面铺装的桥面铺装局部子模型结构。为了考虑不同工况下的车轮移动荷载,编写了Dload和Utracload子程序,通过有限元软件计算得到了单次移动荷载下的桥面铺装层应变响应的时程曲线。通过分析曲线可得出,纵坡的增加和弯道半径的减小增加了铺装层的剪应变使得流动性车辙和疲劳开裂加剧。车辆在弯坡斜匝道行驶过程中与直桥相比,高车速下铺装层会出现更多的疲劳开裂现象,而低车速下铺装层表面的流动性车辙则更显著。（3）为了获得不同季节下桥面铺装层温度分布并进行永久变形分析,考虑日照辐射、热对流、热辐射等影响,对桥面铺装层进行温度场分析。按照真实的桥梁结构的温度场设置边界条件,并通过子模型的方法建立了桥面铺装温度场子模型。获取北方某地一年1月、4月、7月3天的气象资料,进行热力学计算得到了不同季节下的铺装层的温度场分布。为材料设置膨胀系数,进行热力顺序耦合计算得到了可以计算温度应力的桥面铺装子模型结构。分析可得冬季桥面铺装整体处于受拉状态,夏季为受压状态,且温度应力都随着日出日落呈现周期性变化。（4）为了分析高温温度场下不同工况下桥面铺装层的永久变形,本文通过修正的Burgers模型来编写UMAT本构子程序,并进行了重复轴载下的桥面铺装的车辙模拟。为了拟合修正Burgers模型的黏弹参数,对SMA-13试件进行了不同温度下的单轴压缩蠕变试验。通过Abaqus软件模拟了单轴蠕变试验过程并与实验数据进行对比,验证了子程序和修正Burgers模型模拟蠕变的正确性。车辙模拟采用以静代动的方法进行简化,在夏季温度场下对不同半径、纵坡、车速和超载工况进行分析,得到了50万次荷载作用下铺装层的三个方向的永久变形结果。最后从能量角度分析了匝道铺装层在复杂力系下的内部耗散能的变化和迁移情况,讨论了在不同车速和线形条件下铺装层能量密度分布和蠕变破坏区的位置。