近年来，随着高速公路发展重心向西部地区转移，桥梁比例不断提高，但桥面沥青铺装易产生病害的工程难题还没有得到有效解决，未能形成系统的设计方法。为进一步探索箱梁桥混凝土桥面沥青铺装结构的受力特性，本文以广西来宾至马山高速公路上林互通跨线桥为研究对象，运用有限元法分析箱梁桥混凝土桥面沥青铺装体系在不同条件下的受力情况，提出针对实体工程的桥面沥青铺装的设计方法，并通过铺筑试验段验证设计的合理性。论文主要工作及研究成果包括:　　通过调查水泥混凝土桥面沥青铺装主要的病害形式，从设计、材料、施工和使用的不同角度分析导致产生病害的原因，研究病害形成的力学机理，提出以沥青铺装层层顶最大拉应力和沥青铺装层-桥面现浇层界面最大剪应力作为设计控制指标。　　建立有限元模型，通过对比不同荷位的计算结果确定最不利荷位，在此基础上分析不同沥青铺装模量组合、不同铺装厚度组合及不同防水粘结层材料条件下的沥青铺装体系受力特性。研究表明:①随着铺装上层模量的增加，层顶最大拉应力呈上升趋势，界面最大剪应力呈减小趋势，而随着铺装下层模量的增加，结果与之相反;②当铺装上层厚度为4 cm，铺装下层从4 cm增厚至8 cm，界面最大剪应力呈反拱现象，在铺装下层厚度为6 cm时达到最小值;③防水粘结层模量从50 MPa增至500MPa，界面最大剪应力减小了33.8％，而当防水粘结层模量从500 MPa增至1000MPa，界面最大剪应力仅减小了7.5％，表明在一定范围内提高防水粘结层模量能较好的改善沥青铺装层-桥面现浇层界面受剪情况。　　分析正装式结构、倒装式结构及等厚式结构三种铺装组合方案，在不同行车条件、不同温度变化条件下的铺装体系受力特性，拟合得到不同因素下的应力回归方程。研究表明，三种方案在不同行车、温度变化条件下，倒装式结构铺装层层顶拉应力均最小。　　根据受力特性分析成果提出针对实体工程的桥面沥青铺装设计方法，并铺筑试验段检验研究成果。