钢桥面铺装层作为大跨径桥梁的重要组成部分,越来越受到学者和工程师的关注。然而,目前的钢桥面铺装层却存在许多弊端,很容易出现早期病害,如车辙、铺装层开裂、脱层等。为解决钢桥面铺装层易损坏的问题,本文提出将薄层聚合物混凝土TPO铺筑于超高韧性混凝土STC和钢桥面板之上,形成超高性能的轻型组合桥面铺装体系,简称STC+TPO。本文主要开展STC+TPO铺装体系基本力学性能研究,取得了如下研究成果：概括了钢桥面铺装体系的受力特点和常见病害,总结出钢桥面铺装易损坏的两个根本原因：桥面系刚度不足和铺装材料在物理力学性能方面存在缺陷。针对目前钢桥面铺装的不足,提出STC+TPO铺装,并将其设计控制指标确定为铺装层拉应力指标和层间剪应力指标通过对STC、TPO材料性能及界面强度的研究,得到了两种材料的力学参数和界面的粘结性能参数。研究表明STC、TPO材料具有优良的性能,足以胜任钢桥面铺装；STC-钢板、STC-TPO的界面粘结性能优异,能够保证层间的可靠粘结。以上材料基本参数的获取,也为后面的力学分析和强度可靠性分析提供了依据。本文基于验证过的北江马房大桥有限元模型,分析了STC+TPO铺装体系的受力和变形特点。计算结果表明,采用STC+TPO铺装体系,能有效降低钢桥面板和铺装层的应力应变幅值和局部竖向变形。此外,车辆荷载、环境温度和铺装层厚度等对STC+TPO铺装体系的受力状况有较大影响。通过综合考虑多参数的影响,得到STC+TPO的最不利受力状态,并计算了此状态下铺装层中的应力值。本文对STC+TPO铺装体系的动力特性进行了初步分析,并将动力解与静力解进行了对比。计算结果表明：铺装层最大竖向位移的动力解与静力解基本相同；铺装层最大拉应力的动力解与静力解则相差较大,其冲击系数受车辆参数和铺装层结构参数的共同影响,但冲击系数的值均小于0.2,这也说明静力分析中取0.3的冲击系数是安全可靠的。结合动力、静力分析的结果和材料性能参数,本文对STC+TPO铺装体系的强度可靠性进行了分析。结果表明：STC和TPO的抗拉强度及界面抗剪强度均满足重载和高温环境下的使用要求。从以上结果可知：STC+TPO是一种性能优异的铺装,能够解决钢桥面铺装层易损坏的难题。