水泥混凝土路面由于具有强度高、耐久性好等优点而在公路网中占据着重要的地位,但早期破损问题十分严重,由此造成的社会影响和经济损失不可估量。传统修补材料养生期长,严重地影响了道路的通行能力,已不能满足现代道路养护的需求。因此,新型水泥混凝土路面快速修补材料的研究与开发意义重大。本论文设计了一种基于普通硅酸盐水泥-高铝水泥-二水石膏三元复配胶凝体系的新型混凝土路面快速修补材料,并对其胶凝材料配伍、配合比设计、改性材料种类及其添加量进行了系统的研究,研究内容与结论如下:1.通过试验并结合前人研究成果确定了适合本快速修补材料的水灰比、胶砂比、外加剂种类及其添加量,在此基础上对胶凝材料配伍进行了深入研究。结果表明:普硅水泥、高铝水泥及二水石膏以适当比例复配,砂浆体系凝结时间、工作性能均能较好地满足快速修补的需求,胶凝体系水化后早期(6h)强度高、后期强度无倒缩,水化早期可产生微膨胀。微观分析表明:合理配伍的胶凝材料在水化早期生成了大量矾石,能满足6h快硬的需求;水化体系中未出现介稳态的晶型,水热养护条件下钙矾石也未发生晶型转变。2.本文采用微硅粉对最优配伍胶凝体系进行了改性,系统研究了不同掺合量微硅粉对体系性能的影响,通过试验确定了其最佳掺合比例。宏观性能和微观分析结果表明:适量微硅粉改性复配胶凝体系,增加了体系密实度,降低了体系宏观缺陷,提高了胶凝体系后期水化程度。3.本文针对修补材料施工后新老界面粘结性能差等的问题,系统研究了不同PH值、不同添加量丁苯乳液对体系的改性作用,通过试验确定了丁苯乳液添的适宜添加量及相应PH值。试验结果表明:丁苯乳液的加入改善了新老混凝土界面的粘结性能,碱性乳液改性效果依次优于中性和酸性乳液。丁苯乳液的加入降低体系早期的抗压强度。微观检测分析表明:丁苯乳液的加入有利于消除微裂纹,填充微孔缺陷;丁苯乳液未与水化体系发生化学作用。4.本文对优选试样进行综合性能对比,试验结果表明:J3型水泥混凝土路面快速修补材料综合性能最好,能够满足特重交通等级路面快速修补的要求。