随着我国高等级公路向山岭、重丘地区的延伸,桥梁在公路中所占的比例不断增加。桥面铺装作为桥梁结构的重要组成部分,起着保护桥梁和承担路面功能的作用,其质量好坏直接影响到车辆行驶的安全性、舒适性和桥梁结构的耐久性。本研究以十堰至天水高速公路茶镇互通M匝道桥为依托,对水泥混凝土桥面铺装体系进行了系统的研究。论文采用ABAQUS有限元软件建立了桥面铺装体系三维有限元模型,分析了桥面铺装层不同厚度、模量组合以及上、下层模量组合对桥面铺装体系受力的影响规律,提出桥面铺装结构与材料组合设计的控制指标和优选原则,指出倒装结构和常规结构各自的适用范围。通过室内试验,系统研究了六种沥青混合料的各项力学性能与路用性能；通过铺装层材料技术性能的比较,结合桥面铺装力学分析结果,初步确定桥面铺装上下结构层的合理结构组合。研发了用于粘结层室内试验和现场检测的扭剪仪、拉拔仪；并通过扭剪试验、拉拔试验对橡胶沥青同步碎石粘结层的性能影响因素进行研究,确定了粘结层的最佳撒铺量,分析了温度、沥青混合料对粘结层层间抗剪性能的影响。最后,通过实体工程试验段的铺筑和性能检测,验证了桥面铺装结构力学分析和室内试验的合理性,总结了桥面铺装的施工工艺。