钢箱梁桥面铺装层受力复杂,对铺装层材料、结构的要求苛刻,目前有关钢桥面铺装的研究多集中于大跨径钢桥,对于中小跨径钢桥面铺装的研究关注度不足,如何保证中小跨径钢桥面铺装使用性能良好、耐久同时兼顾经济性是亟待解决的工程问题。因此开展中小跨径钢桥环氧沥青铺装优化设计十分必要。本论文围绕中小跨径钢箱梁桥经济型铺装方案展开,在借鉴已有大跨径钢桥面铺装研究成果的基础上,针对中小跨径钢箱梁桥的结构特点,选用经济型热拌环氧沥青作为结合料,对环氧沥青掺配比设计、混合料性能验证、铺装结构力学仿真分析、施工工艺展开深入研究。首先,采用70#基质沥青、环氧树脂主剂、固化剂制备了9组不同环氧树脂掺量的环氧沥青,对环氧沥青进行了拉伸试验、旋转粘度试验、荧光显微试验和红外光谱试验,分析了环氧树脂掺量对环氧沥青的拉伸性能、流变性能、微观形貌和固化特性的影响,以拉伸强度、断裂伸长率为评价指标,确定环氧沥青树脂掺量不应低于40%;环氧树脂掺量在30%到40%区间内环氧沥青出现相反转,环氧树脂掺量大于等于40%时,环氧树脂呈连续相;不同掺配比的环氧沥青固化速度基本相同;综合考虑施工容留时间和材料经济性,确定环氧树脂掺配比推荐值为40%。其次,选用不同环氧树脂掺配比（30%、40%、50%）的环氧沥青作为结合料制备环氧沥青混合料,并以高粘改性SMA10混合料为对照组进行混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性等路用性能试验及评价,结果表明,环氧树脂掺配比为40%和50%的环氧沥青混合料满足桥面铺装技术规范要求;同时进行动态模量试验,得到环氧沥青混合料动态模量主曲线公式,为后续动态力学铺装结构设计提供材料参数。然后,采用Abaqus有限元仿真软件建立交通荷载作用下的钢桥面铺装力学仿真模型,横向对比了4种铺装结构（EA+SMA、GA+SMA、双层SMA、双层EA）的受力特点并结合实际使用现状确定了推荐铺装结构,对比分析了以环氧树脂掺量为40%和50%的环氧沥青混凝土作为下面层铺装材料时铺装结构的力学响应,通过厚度组合设计确定了最佳厚度组合,分析了温度对铺装结构受力状态的影响。研究结果表明,推荐使用EA+SMA作为中小跨径钢桥面铺装结构;环氧树脂掺量为40%和50%的环氧沥青混凝土作为下面层铺装材料时铺装结构的受力状态基本相同;铺装结构的适宜厚度组合为“下层3.5cm环氧沥青混凝土+上层4.5cm SMA混凝土”。最后,基于BIM模型,创建钢桥面铺装施工模拟系统,集成钢箱梁桥模型、桥面铺装模型、施工机械模型与无人机倾斜摄影实景模型等多源数据,对多种模型按时间序列进行有序组织,实现钢桥面环氧沥青铺装施工工艺的模拟,通过“施工仿真模拟、施工方案修改”迭代更新实现钢桥面铺装施工方案优化,为压路机压实控制和鼓包病害处治等施工关键环节提出了三维可视化解决方案。