随着大跨径钢桥的大量修建以及重型交通量的不断增加，许多桥梁的桥面铺装层出现了严重的早期损坏，直接影响了桥梁的使用性能。粘结层的材料失效是导致大跨径桥梁桥面铺装破坏的主要原因之一。目前，桥面粘结层材料主要采用沥青和防水卷材。而沥青类材料在交通量大、温度苛刻的环境条件下，会出现老化硬化和高温流淌现象，从而使铺装层和桥面板过早的产生粘结失效、破坏。因此，在我国当前桥梁建设事业迅猛发展的背景下，研究和开发新型桥面铺装材料，具有重要的学术价值和经济效益。本文从选择新的胶结料入手，在进行材料组成设计的基础上，应用单组分聚氨酯、优质集料、河砂、石灰石矿粉等材料制备出了性能优越的新型桥面铺装材料，并对其性能进行了研究。首先，分析了桥面铺装层的破坏机理，阐述了防水粘结层对桥面铺装层整体稳定的作用，确定了防水粘结层所具备的各项性能；其次，测试了试验所用各种原材料的性能；再次，研究了新型桥面粘结层铺装材料的组成设计及制备技术，确定了最佳聚氨酯含量，优选了催化剂并分析了固化机理；最后，研究了新型桥面铺装材料的力学性能、疲劳性能、抗水损害性能、高温稳定性以及室内组合结构试件的性能。研究结果表明，所制备出的新型桥面铺装材料能够在常温下固化成型，并具有优越的本体力学性能和组合结构的抗拉伸、剪切性能，能够使铺装层与桥面板紧密粘结，使桥面铺装体系的性能得到保障。同时，根据本文的试验结果，制定了新型桥面铺装材料的关键技术指标：聚氨酯含量为20％，吸水率为1.4％，阻燃等级为一级阻燃。