传统的正交异性钢桥面常采用沥青混凝土铺装层,由于沥青类材料的热稳定性较差、弹模较低,因此容易发生桥面铺装损坏、钢结构疲劳开裂两大典型的病害。而高韧、高耐久性混凝土材料的出现则为解决上述难题提供了新的思路,其中以超高性能混凝土（UHPC）和纤维增强水泥基复合材料（ECC）最具代表性。国内对于UHPC钢桥面铺装体系的研究较多且较为成熟,已在广东肇庆马房大桥、武汉军山长江大桥和南京长江五桥等大跨桥梁中成功实践并取得良好的应用效果。而ECC钢桥面铺装体系的研究目前仍较少,其截面组合效应的强弱、铺装层的力学行为尚未清楚,相关的工程应用也鲜有报道。为此,本文开展了以下研究工作:（1）ECC基本力学性能及本构模型研究。通过基本力学实验（轴压、轴拉、四点弯曲和三轴压缩试验）,研究了 ECC的应力-应变特性。试验结果表明,ECC的28d抗压强度可达51.6MPa,且受围压的影响显著,当围压由0增大至4.5MPa时,抗压强度提高了 59%;ECC的28d直拉强度为4.6MPa,极限拉应变在4%以上,是普通混凝土的400多倍;28d抗折强度为17.3MPa,是普通混凝土的40多倍,极限跨中挠度为21.7mm。依据试验结果构建ECC材料本构模型,模拟得到的ECC三轴受压响应和四点弯曲受力响应与试验结果吻合良好,表明所构建的本构模型能够较好地反应出ECC的基本受力特性。（2）钢-ECC组合结构界面抗剪性能研究。通过4组静力推出试验研究了ECC中栓钉的抗剪性能,试验结果表明钢-ECC层间粘结的存在可以提高组合结构的初始刚度,但对抗剪承载力基本无影响。通过12组推出试验有限元模拟研究了栓钉锈蚀率、栓钉高度、栓钉直径、栓钉强度和ECC抗压强度对组合结构抗剪性能的影响规律。模拟结果表明,当锈蚀率由0%提高至20%时,组合结构的抗剪承载力下降了 46.3%;当使用短栓钉（长径比小于3）时,组合结构的抗剪承载力下降了约5%;栓钉直径的增大对抗剪承载力、屈服荷载和抗剪刚度有显著的提高作用;而强度等级不同的栓钉只影响抗剪承载力和屈服荷载,试件的初始抗剪刚度没有变化;随着ECC强度等级的增加,组合结构的抗剪承载力有所提高,但当抗压强度超过80MPa时,提高幅度不大。（3）钢-ECC组合结构局部抗弯性能研究。通过6组四点弯曲试验研究了钢-ECC组合板的局部抗弯性能,试验结果表明ECC层可以有效地与钢板共同工作,纯弯段最大拉应变能达到3%以上,最大压应变在4.6%左右,且具有良好的承载能力和多缝开裂特性;保护层厚度对组合结构的负弯矩抗弯承载力影响显著,当保护层厚度从35mm减小到25mm时,抗弯承载力提高了 21%-25%。通过17组四点弯曲试验有限元模拟研究了栓钉数量、栓钉布置方式、配筋率、配筋强度、以及ECC层厚度对组合结构局部抗弯性能的影响规律。模拟结果表明剪弯段栓钉对组合结构的正弯矩抗弯承载力影响显著,当去除剪弯段栓钉时,抗弯承载力下降了约11%;而当栓钉数量由1*4（个）增多至2*15（个）时,抗弯承载力提高了 120%;随着配筋率的提高、配筋强度的增大以及ECC板厚度的增加,组合结构的抗弯承载力也显著增大;组合桥面设计中推荐布置横向钢筋于纵向钢筋之上,同时可减少部分纯弯段栓钉而增加剪弯段栓钉。（4）钢-ECC组合结构整体受力性能研究。通过ABAQUS子模型技术,分析了桥面铺装材料在整体变形、局部变形耦合作用下的受力性能及影响因素。模拟结果表明,ECC桥面铺装层具有优异的疲劳寿命,可长达3.4×10^8（次）。此外,对ECC铺装层参数的敏感性分析表明,桥面钢板厚度对ECC最大拉应力的影响最为显著,加劲肋厚度次之,ECC板厚度的影响最小。当钢板厚度由16mm增加至20mm时,ECC的最大拉应力降低了 39%;当U肋厚度由6mm增加至10mm时,ECC的最大拉应力降低了 19%;当ECC板厚度由50mm增加至60mm时,ECC最大拉应力降低了 4%。研究为ECC用作钢桥面铺装层提供了基本设计认识和优化依据。