随着我国国民经济的持续快速发展，高速公路及相关城市道路的建设不断增长，对交通基础设施耐久性的要求也日益提高。然而，根据国内已建水泥混凝土桥梁使用状况的调查，目前尚未形成行之有效的铺装层材料与结构，在远达不到设计使用年限就发生车辙、推移、纵横裂缝等病害。 究其原因，传统设计观念认为桥面铺装层不参与整桥受力，桥面铺装的设计通常直接沿用一般路面或者钢桥面的设计要求，对铺装层级配、层厚以及结构组合形式的选择都没有经过充分的理论与试验验证，再加上施工中无法避免的一些问题，故常常导致桥面早期损坏。 因此，本文提出了结合钢管混凝土拱桥的实际受力，进行专项沥青混凝土桥面铺装设计这一思路。 本文首先在总结和分析国内外先进技术和成果的基础上，应用ANSYS有限元程序，对大跨径钢管混凝土拱桥沥青铺装体系进行“从整体到局部、从二维到三维”的系统分析，得到了桥面沥青混凝土铺装层的应力与变形特性，从而对沥青混凝土材料性能与结构提出要求，为铺装层设计提供力学理论支持。 通过材料试验选取了不同结构组合形式，分别进行性能检验，并根据实际受力状态提出了变换厚度的车辙试验、复合板车辙试验和复合梁疲劳试验，通过综合评价每一种级配在双层复合结构中的性能，为选择合适结构组合形式提供理论依据。 最后，从工程实际应用角度，根据沥青混凝土的受力特性，提出适合千岛湖大桥的铺装组合和沥青混合料类型，同时根据千岛湖大桥桥面混凝土实际情况，制定适宜的施工措施。