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透水性混凝土作为新型路面铺装材料,能有效减少道路积水,减少城市不透水路面导致的生态环境不利影响,但水泥基透水混凝土存在强度低、脱粒、掉渣等问题,大多只能应用于低荷载路面。环氧树脂透水混凝土具有强度高、耐疲劳、耐化学腐蚀等优点,然而环氧树脂成本高、固化物脆性大、抗裂纹扩展能力差。因此,研究环氧树脂的性能改善途径同时降低其透水混凝土的制备成本具有重要意义。本文以木材热解副产物——木焦油为原料,采用木焦油与甲醛的反应物对环氧树脂进行改性,将获得的改性环氧树脂与水泥、粗骨料按一定质量份数混合,制备环境友好的高性能环氧树脂透水混凝土;对改性环氧树脂透水混凝土力学性能和路用性能进行测试;通过核磁共振(NMR)、红外光谱(FTIR)等表征手段阐明木焦油-甲醛改性环氧树脂的聚合机理;分析环氧树脂改性对透水混凝土宏观性能的影响。主要研究结论如下:(1)以木焦油、三亚乙基四胺及甲醛为原料,通过Mannich反应生成酚醛胺,以此产物作为环氧树脂改性剂,可显著改善环氧树脂力学性能并降低环氧树脂的成本。(2)以改性环氧树脂与水泥混合后作为透水混凝土的胶凝材料,制备了改性环氧树脂-水泥透水混凝土。混凝土力学性能测试表明:以木焦油占比为30wt%的改性环氧树脂为例,胶凝材料占粗骨料质量4%的改性环氧树脂-水泥透水混凝土28d抗压强度16.2MPa,比纯环氧树脂制备的透水混凝土(抗压强度13.7MPa)显著提升了18.0%;胶凝材料占粗骨料质量6%与8%的改性环氧树脂-水泥透水混凝土28d抗压强度分别为22.2MPa和27.5MPa,与纯环氧树脂制备的透水混凝土(抗压强度分别为21.7MPa和25.8MPa)略有提高,但无显著差异。胶凝材料占粗骨料质量4%、6%与8%的改性环氧树脂-水泥透水混凝土抗折强度分别为4.5MPa、6.0MPa和6.8MPa,其与纯环氧树脂制备的透水混凝土(抗折强度分别为4.1MPa、5.8MPa和6.6MPa)也无显著差异。(3)以木焦油占比为30wt%的改性环氧树脂、胶凝材料占粗骨料质量为6%的透水混凝土为例,改性环氧树脂透水混凝土28d磨损量为10.7 kg/m~2,比纯环氧树脂制备的透水混凝土(磨损量为22.6kg/m~2)显著减少52.5%;改性环氧树脂透水混凝土与纯环氧树脂制备的透水混凝土的28d抗冻次数均为16,无显著差异;孔隙率也无显著差异。改性环氧树脂透水混凝土在500h老化试验后,抗压强度保留率达94.5%,抗折强度保留率为88.1%,具有良好的抗老化性能。总体上看,改性环氧树脂透水混凝土的路用性能及耐久性比纯环氧树脂透水混凝土有显著的提高。(4)扫描电镜分析表明:由于掺入改性环氧树脂的透水混凝土强化了界面过渡层,其致密程度提高,使改性后的透水混凝土的抗折强度和抗压强度提高。掺入的水泥有助于降低透水混凝土内部孔隙率,并使其内部孔隙尺寸减小,大孔占混凝土总孔隙的比率减少,从而有效改善了透水混凝土的内部结构,使其内部结构更为紧密。综上,采用木焦油与甲醛反应物作为环氧树脂的改性剂并与水泥混合后作为透水混凝土的胶结材料,不但充分利用了价格低廉的木材工业热解副产物,也使透水混凝土的制备成本大大降低,具有显著的经济效益与生态效益。