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水泥混凝土路面快速修补材料的研究备受关注,虽然目前修补材料众多,但是对于其材料本身耐久性和修复体系耐久性的研究还很少,影响了修补水泥混凝土的应用和推广。为此,本文着重研究快速修补水泥混凝土的耐久性,以及修复体系的疲劳粘结耐久特性。首先,根据修补材料的功能需求确定了快速修补用水泥混凝土原材料,通过性能试验分析确定了硫铝酸盐-硅酸盐复合水泥体系的比例,外加剂种类和掺量;采用正交试验方法对快速修补水泥混凝土进行配合比优化,确定了基准配合比,优化后,其4h抗折强度达到4.0MPa以上。其次,展开了修补混凝土耐久性的研究。通过动弹性模量、质量损失、盐冻剥蚀量等宏观指标的分析,明确了不同配合比对抗冻性能的影响;分析得出,引气剂的加入可以显著改善快速修补混凝土的抗冻性能,最大可提高125%;含气量相同时,硅灰掺量为2.5%时的抗冻性最佳。采用核磁共振扫描系统对材料冻融的微观机理进行分析,发现冻融损伤过程实际上是孔结构变化的过程;分析冻融150次的T2谱情况,冻融前后T2谱面积变化最小为124%。分析了硅灰掺量和含气量对抗氯离子渗透性能和收缩性能的影响;硅灰掺量为7.5%时,6h电通量最低为732C;含气量为5%时的收缩最小。对耐久性评价指标进行相关性分析,基于熵权法提出综合耐久性指数,作为耐久性评价参数,发现典型配合比的综合耐久性指数为0.9402,较之同等级混凝土材料提高了2.4倍。然后,通过设计试验分析和研究了修复体系的粘结性能,发现新老混凝土的粘结强度受粘结界面的处理方式、修补模式、配合比,以及冻融循环次数影响,其劈裂粘结强度可达到2.4MPa,抗折粘结强度可达到4.3MPa;另外,引气剂不仅可以改善修补混凝土本身的抗冻性,也能减小修复体系经冻融循环后的粘结强度损失,减少约为50%,其贡献显著。最后,对冻融和疲劳荷载耦合条件下修复体系的寿命进行研究,发现半对数S-N曲线可很好地拟合寿命的期望值,其相关系数在0.98以上;同一应力水平下,材料的冻融前后的曲线接近;同一应力下,冻融前的疲劳寿命要高于冻融后的疲劳寿命;各应力水平下的寿命均服从威布尔分布,最终得到了90%和95%保证率下的P-S-N曲线。