近十多年来,随着我国高速公路事业发展迅速,桥梁建设也得到了快速的发展。新材料新结构的广泛应用使得悬索桥、斜拉桥以及拱桥等大跨径桥梁的建设技术也得到了长足的进步。目前,我国在桥梁的设计、研究、施工方面积累了大量的经验,技术水平已相当成熟。相对而言,对桥面铺装层的结构、材料和施工工艺显得相当薄弱,桥面铺装层破坏导致的桥面平整度差、桥面早期损坏较普遍已成为公路工程长期以来一直未得到根本改善的问题。 本文在大量查阅国内外相关技术资料及研究成果的基础上,利用有限元方法和室内外试验研究,针对该大跨径柔性系杆拱桥水泥混凝土桥面沥青混凝士铺装进行了深入的研究。 首先,采用三维有限元分析技术对其进行了系统的力学分析：(1)建立整桥杆系结构模型,分析桥梁整体结构变形对桥面铺装层的作用；(2)建立局部梁段实体模型,分析铺装层在局部轮载作用下的应力和应变以及桥面板与沥青混凝土之间的层间接触应力,并且计算出层间剪应力的剪切角,用以指导室内剪切试验。 其次,根据桥面铺装力学计算的结果,对大跨径柔性系杆拱桥水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装的关键环节粘结层进行系统的试验研究。分别设计了粘结层室内斜剪试验,直剪试验以及室外直剪试验。并通过剪切试验评价了常用的粘结层材料的性能,对传统的乳化沥青粘层油和SBS改性沥青、高强热沥青加铺聚酯玻纤布作为粘结层进行比较,并提出粘结层的施工工艺。 接着,对改性沥青的各种性能指标进行详细的评价,并选择AC-13C、AC-13F和SMA-13三种级配对这些沥青混合料的各种性能进行了全面室内路用性能评价。 最后,对实体桥梁进行了铺装,通过实体桥梁的施工与观测,总结了采用高强沥青加铺聚酯玻纤布作为粘结层以及高强沥青混凝士桥面铺装的施工工艺和注意事项。