混凝土桥梁沥青混凝土铺装层的质量好坏和使用耐久性直接影响到行车的安全性、舒适性、桥梁的耐久性及投资效益。本文采用实际调查、理论分析和试验研究相结合的方法,并结合五河口大桥桥面铺装课题对其进行了系统的研究。首先采用有限元法计算了不同荷载作用位置,沥青混凝土铺装层在静态车辆荷载作用下的拉应力(应变)、铺装层内和层间剪应力,确定了桥面铺装层体系纵横向最不利的受力位置,并比较了不同的铺装上下层模量比条件下,铺装层的受力状态,提出了针对实际工程桥梁结构较为合理的模量比;其次将汽车荷载简化为移动均布荷载,采用有限元法,计算了正常行驶速度下,不同荷载作用位置沥青混凝土铺装层的拉应力(应变)、铺装层内和层间剪应力,并与静力计算结果进行了比较分析;变化行车速度,计算铺装层内部应力,研究了不同车速对铺装层应力的影响;研究了在刹车状态下铺装层不同深度的水平剪应力的变化,以及水平力系数对水平剪应力的影响;然后进行了铺装层混合料配合比设计,对铺装下层选择了4种级配(AC-20改进型、纤维AC-16、SMA-13和SMA-10型级配),通过马歇尔试验方法确定各设计级配的最佳油石比,进行了密级配中粒式、SMA型混合料以及添加剂沥青混合料(路孚8000、TPS和Sasobit)的各项路用性能检验,采用复合板车辙试验和复合梁疲劳试验,更加真实地模拟铺装层实际受力状态,为五河口大桥桥面铺装层选择合理的铺装材料与结构组合形式提供科学的理论依据。最后对桥面防水粘结层的设计和沥青铺装层施工进行了说明、指导,并针对振荡压实工艺在大跨径桥梁上的应用进行研究。