水泥混凝土桥面防水粘结层材料性能直接影响桥面铺装层的服役行为。本文结合内蒙古交通厅科技项目“高寒地区桥面铺装新材料及其应用研究”中有关“茂力格尔特大桥桥面防水粘结层研究”课题，在分析研究水泥混凝土桥面防水粘结层实际受力情况及破坏机理的基础上，提出了水泥混凝土桥面防水粘结层的技术要求，为内蒙古地区高速公路段混凝土桥梁桥面铺装结构粘结层材料设计与施工提供理论依据，同时也为水泥混凝土桥面铺装的规范化积累数据。 从水泥混凝土桥面防水粘结材料本身的层间受力特性出发，研究提出防水粘结层的主要破坏形式为平面应力状态的拉伸张开型和扭转剪切型破坏，粘结材料的模量、泊松比和断裂能越大其抵抗裂纹扩展的能力越大。在不同用量、不同温度、不同界面处理条件下，对SBS类改性、SBR类改性、氯丁胶乳类改性桥面防水粘结材料的粘结强度进行了研究，结果表明：氯丁胶乳类改性材料在高、低温条件下的抗剪切强度、粘结性能均最好，最适于北方寒冷地区；人工凿毛界面条件下粘结层的抗剪切强度最大，钢丝刷拉毛次之，原状界面下剪切强度最小。 分别用万能伺服液压实验仪（UTM）和动态剪切流变仪（DSR）对粘结层材料的抗剪切性能和抗扭转疲劳寿命进行了研究，从宏观和细观角度建立了内蒙古地区桥面防水粘结层的疲劳．应变公式，为北方寒冷地区桥面铺装结构的疲劳寿命预测提供了可靠依据。 系统研究了桥面防水粘结层材料的流变特性，结果表明防水粘结材料本身的流变特性对于桥而铺装结构的应用性能产生决定性的影响，Burgers模型可以用于描述北方寒冷地区桥面用防水粘结层材料的粘弹特性。通过对桥面防水粘结材料的频率扫描实验，得出氯丁胶乳类粘结材料高低温适应性强，最适用于北方寒冷地区桥面铺装结构中。 结合茂力格尔特大桥实体工程，在对桥面铺装材料配合比设计的基础上提出了内蒙古地区桥面防水粘结层的施工工艺以及旅工质量控制方法。