桥梁伸缩缝的质量和使用性能的优劣影响交通安全、行车舒适性及行车速度等,它布置在梁端等相对薄弱的结构上,在车辆荷载的反复冲击和外部环境的各种影响下易对桥面铺装层造成损伤,严重时甚至会影响到主梁及墩台等下部结构。现在使用较多的伸缩缝虽然已有一些改进,但还存在不少尚未解决的问题,如垃圾堵塞、渗水、跳车等。采用无缝伸缩缝正是一种解决这些问题的有效途径。无缝伸缩缝是由填充料填充而成的一种伸缩缝,填充料主要由改性沥青和集料组成,形成具有高弹性、高粘度、耐交通荷载的沥青混合料。其基本做法是取代一定范围的路面上面层,换为沥青混合料,这样就能吸收由温度和交通荷载引起的桥面板形变,确保表层不会开裂和损伤。但目前关于无缝伸缩缝填充料的研究还比较少。为此,本文主要研究内容如下:(1)以理论分析为指导,研究了桥梁伸缩缝伸缩量的计算方法,讨论了无缝伸缩缝的宽度、厚度等结构尺寸,并利用动态剪切流变试验比选出下一阶段填充料试验所用的胶结料。(2)在传统沥青混合料马歇尔设计方法的基础上,借鉴SMA的级配,设计出一种适用于无缝伸缩缝填充料的配合比,并按此配合比拌制成混合料,制作大量试件,通过小梁弯曲试验、直接拉伸试验、劈裂试验、压缩恢复试验、车辙试验、浸水马歇尔试验等室内试验比较全面地研究了填充料的抗弯、抗拉、抗压、弹性恢复、高温稳定性和水稳定性等方面的性能。试验结果显示本文设计的填充料性能优异,可满足一般中小型梁桥的变形需求。(3)在上述无缝伸缩缝填充料性能试验的基础上,利用ABAQUS有限元软件建立了无缝伸缩缝和型钢伸缩缝的全桥模型,分析了车辆荷载和温度荷载作用下两种类型桥梁伸缩缝的应力和位移变化情况。通过对比两种伸缩缝数值模拟的结果发现,相同温度、荷载作用下,无缝伸缩缝最大主应力、最大纵向应力均较小,这进一步表明无缝伸缩缝更偏向于柔性结构,缝内没有明显的应力集中,较之型钢伸缩缝不易出现弯拉破坏、开裂等问题。(4)提出了无缝伸缩缝的施工工艺、质量控制措施并对无缝伸缩缝的效益从社会、经济两个角度进行了分析。研究成果表明,本文设计的填充料性能优异,可满足一般中小型梁桥的变形需求;无缝伸缩缝更偏向于柔性结构,较之型钢伸缩缝不易出现弯拉破坏、开裂等问题;与型钢伸缩缝和同类伸缩缝相比,无缝伸缩缝具有显著的社会经济效益。