钢桥具有造型美、强度高、便于工业化制造与标准化施工等优点,近年来得到越来越多工程技术人员的青睐。为降低钢桥面铺装施工成本,本文选取双层改性沥青混凝土铺装作为研究对象,充分利用两种高性能改性沥青的优势来提升铺装体系的使用寿命。首先,从胶结料角度论证了高强沥青、高弹沥青与普通改性沥青相比具有的性能优势。通过温度扫描试验、多应力蠕变恢复试验、弯曲梁流变试验、线性振幅扫描试验比较三种改性沥青在高温性能、低温性能及疲劳性能方面的差异。结果表明,高强沥青高温性能优势明显,高弹沥青低温性能最佳,高弹沥青的疲劳性能要优于高强沥青与SBS改性沥青。其次,针对桥面铺装磨耗层、保护层的特点,分别对两个层位进行级配初选,确定相应的设计空隙率,并基于Superpave设计法确定不同级配的最佳油石比。然后,进一步研究不同改性沥青混合料的宏观性能。分别通过单轴动态蠕变试验、小梁弯曲试验、单向加载半圆弯曲试验和动态加载半圆弯曲疲劳试验,研究了不同改性沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、中温抗裂及耐疲劳性能,并基于性能试验结果对我国三种典型气候区提出针对性的钢桥面铺装结构组合设计方案。推荐方案为:高温现象显著区为双层高强沥青混凝土;低温现象显著区为双层高弹沥青混凝土;高低温现象均衡区为“上层高强沥青混凝土+下层高弹沥青混凝土”。最后,通过钢板与防水粘结层、防水粘结层与保护层沥青混合料两个界面的粘结性能研究,确定铺装体系防水粘结层材质及最佳掺量。使用多序列重复加载试验和五点加载复合梁疲劳试验分别对三种组合结构的高温性能、疲劳性能进行验证。结果表明,双层高强沥青混凝土在面对高温重载耦合作用时效果最佳;磨耗层为高强沥青AC-13的复合结构抗开裂性能较好,但其裂缝扩展速度相对较快。