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钢桥面铺装是大跨径钢箱梁桥建设的关键技术之一，一直受到国内外学术界和工程界的高度重视与关注，国内自20世纪90年代起开始兴起建设大跨径钢箱梁桥的热潮，但从已建成的数十座钢箱梁桥的使用状况看来，目前尚未形成行之有效的铺装层材料与结构，在远达不到设计使用年限就发生推移、拥包、破损等病害，钢箱梁桥面铺装至今仍是一项世界性技术难题。本文首先对国内外钢箱梁桥面铺装技术进行了总结归纳，并深入分析了钢箱梁桥面铺装的受力特点、功能要求、常见破坏形态及病害原因，在此基础之上提出了两类新型的钢箱梁桥面铺装材料与结构技术方案：柔性铺装层材料的铺装结构方案，即双层高粘度改性沥青制备的SMA并且进行铺装下面层与钢桥面板界面粗糙化处理、下面层采用高粘度改性沥青制备的浇注式沥青混凝土与上面层高粘度改性沥青SMA13、下面层环氧沥青混凝土与上面层高粘度改性沥青SMA13和基于轻质混凝土刚性下面层铺装层材料的铺装结构方案，即采用轻质高韧混凝土作为铺装下面层，并在钢桥面板上焊钉剪力连接件、绑扎钢筋网，从而提高铺装结构层与钢桥面板协调变形性能。借助通用有限元分析软件ANSYS对以上两种类型的钢箱梁桥面铺装结构体系建立了力学分析的三维有限元模型，并从理论上对本文提出的铺装方案进行了可行性分析，以铺装层表面最大横向拉应力(σxmax)和铺装下面层与钢桥面板间的层间横向最大剪应力(τxmax)为力学控制指标，结合室内界面拉拔试验和垂直剪切试验的测试结果，本文提出的方案具有很好的适应性。采用高粘度改性沥青和混杂纤维复合增强增韧技术，改善了SMA沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和其它路用性能，优化设计出适宜大跨径钢箱梁桥面铺装设计要求的具备优异性能的沥青混合料；借助钢纤维、有机纤维和聚合物等先进水泥基复合增韧增强技术对轻质混凝土脆性大的突出问题进行增韧研究，并同时对其基本物理力学性能和工作性能进行了研究，制备出了适宜钢箱梁桥面铺装设计要求的、与钢桥面板具有协调变形性能的、集结构与功能为一体的高韧轻质混凝土；并研究了复合小梁静载试验和疲劳性能试验，分析了本文铺装方案的长期使用性能。本文提出的方案成功应用于武汉白沙洲大桥钢桥面铺装修复改造工程、武汉市中环线钢箱梁高架桥，取得了良好的经济效益和社会效益。