近年来,随着交通量的增加和荷载等级的提高,桥面铺装层的破坏情况越来越严重,不仅影响交通,更需要耗费大量的人力、物力进行维修加固,造成了直接和间接的巨大经济损失。铺装层的破坏问题已经引起人们的广泛关注。本文详细总结了国内外关于水泥混凝土桥面铺装的研究及使用概况,针对水泥混凝土桥水泥混凝土铺装层的主要破坏类型,进行原因分析,并归纳总结了常用的修补处理方法。在此基础上,选用简支梁桥铺装体系,用ANSYS对垂直荷载、水平荷载、以及温度荷载作用下的铺装层进行了较为全面的力学分析,并在建模时考虑了桥面板与铺装层之间的不同结合状态,从而对水泥混凝土桥面铺装层受力特性有了更清楚的了解,认识到铺装层与桥面板之间良好连接的重要性,以及现有铺装层材料性能的不足。铺装层与混凝土桥面之间存在薄弱的结合层是铺装层病害产生的重要原因之一,而该结合层的破坏主要是剪切滑移破坏和拉开型破坏。为改善结合层这个薄弱点,本文进行了大量新老混凝土的粘结抗剪和粘结抗折试验,研究不同的界面剂对新老混凝土界面粘结强度的改善情况,并从中选出了性能较突出的界面剂,极大的改善了界面的粘结强度,保证了铺装层与桥面板的良好结合。铺装层病害产生的另一个重要原因是现有混凝土铺装层材料的抗拉强度、疲劳抗裂等性能不足。根据断裂力学原理及相关的研究成果,可知掺加纤维对混凝土的相关性能有明显的改善,通过分析认为柔性纤维的效果优于刚性纤维。由此,本文对柔性纤维混凝土的物理力学性能进行了大量的试验研究,优选出了柔性纤维混凝土的纤维形式、合理掺量。试验表明,柔性纤维混凝土比普通混凝土具有更好的物理力学特性,特别是在对于桥面铺装层而言比较重要的性质,如混凝土的干缩、抗拉强度,以及疲劳性能等方面明显优于普通混凝土。综合考虑各种因素,将柔性纤维混凝土应用在水泥混凝土桥面铺装层将提高桥面铺装层的使用性能和寿命。本文的部分研究成果已经应用于一座试点桥梁的桥面铺装层中。