随着我国公路的不断建设，桥梁占有越来越大的比例。桥面防水粘结层作为桥梁体系中一个重要组成部分，起着至关重要的作用。它不仅可以使铺装层与桥面粘结成为整体保证行车的安全性和舒适性，还可以有效的防止水对桥梁混凝土和钢筋的侵蚀。因此，防水粘结层材料的性能与选择不容忽视。本论文针对水泥混凝土桥梁防水粘结层进行了系统的研究。本文依托由陕西省交通厅利用外资项目办公室和长安大学合作，南浩林教授级高工和郑南翔教授负责的《安康至陕川界高速公路桥面防水层性能研究》项目。首先，参考国内外研究成果对防水粘结层性能进行了分析，并将材料性能分为基本性能和路用性能；其次，根据材料性能对环氧沥青、SBS改性沥青和AMP-100桥面专用防水粘结材料进行性能试验分析，并结合经济性对三种材料进行了对比；再次，结合因防水粘结层问题出现的桥面铺装和桥梁病害，提出决定材料选择的两项重要性能，一个是防水能力，另一个是粘结能力。然后对20m箱梁进行了力学分析，得出本模型下最大剪应力；最后，根据防水粘结层材料的重要性能，提出了防水粘结层材料的选择方法。通过试验研究发现，防水材料类型、试验温度、垂直荷载对抗剪性能和抗拉性能都有显著影响，温度和垂直荷载对抗剪强度呈线性关系，随着温度的上升抗剪强度迅速下降；结合技术与经济因素，三种材料中SBS改性沥青的性价比最高。综合试验研究与病害分析，防水粘结层材料在选择时，应分别考虑材料基本性能、粘结性能和经济性因素，其中防水粘结层粘结性能应满足其容许剪切强度不小于桥面铺装防水粘结层层间最不利剪应力。