水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装层结构产生的早期病害，与防水粘结层的失效与破坏有很大关系。防水粘结层的设计、材料的选择直接影响着桥面铺装的使用寿命,甚至影响到桥梁结构的安全性、耐久性。因此，需要对混凝土桥梁与铺装层之间的防水粘结层材料的材料性能及路用性能进行研究。本文首先对桥面铺装病害进行调查并分析其破坏原因，认为破坏主要是行车荷载作用下所产生的剪切破坏，通过建立有限元模型，要对其破坏机理进行了力学计算分析，发现最大剪应力为纵桥向的层间剪应力τyz，且发生在防水粘结层和水泥混凝土桥面板之间。并对桥面铺装体系中荷载、防水粘结层和沥青混凝土铺装层厚度及模量对层间剪应力的影响规律进行的分析评价。针对防水粘结层材料进行研究，选取SBS改性乳化沥青作为研究对象，对其制备工艺和原材料配伍设计进行分析，并且对制备出SBS改性乳化沥青的性能指标进行了考察，同时选取了SBR改性乳化沥青、EVA改性乳化沥青、普通乳化沥青进行综合性能指标比较。通过性能试验对比发现，SBS改性乳化沥青的蒸发残留物三大指标均优于其它三种乳化沥青，说明其有良好的高低温性能；SBS改性乳化沥青由于粘度较大，其乳液稳定性略低，但仍然满足规范的要求最后，通过对四种乳化沥青防水粘结材料进行直接剪切试验、拉拔试验、渗水试验和抗冲刷试验等室内试验，分析其路用性能及相关影响因素，通过试验研究分析了温度、水、冻融等因素对抗剪强度的影响。试验结果表明：SBS改性乳化沥青浸水及冻融后残留抗剪强度和拉拔强度最大，且冻融后抗剪强度和拉拔下降幅度较小，表明其抗水损坏能力、抗冻融能力较好，防水性能及抗冲刷性能最佳。同时还对SBS改性乳化沥青工程经济性进行了分析，设置SBS改性乳化沥青防水粘结层其成本费用增加值为5.34元/m2，而其养护费用却较未设置防水粘结层铺装结构的下降了41.59元/m2，经济效益十分显著。