我国高速铁路发展建设速度迅猛,铁路工程项目中的人行道盖板和电缆槽盖板目前大部分使用的是钢筋混凝土或者是添加钢纤维的活性粉末混凝土盖板。但是,这两种材料的盖板均存在自重大,抗折强度低,钢筋锈蚀,容易发生脆断和掉边掉角严重等缺点。而高韧性水泥基复合材料由其高性能可优良的解决以上两种材料脆性大、易开裂的缺陷。为了解决现行人行道盖板的诸多问题,本文开展了掺PVA纤维的高强高韧性水泥基复合材料人行道盖板的研发工作,主要完成的研究内容和成果如下:(1)通过控制变量实验法,探索了PVA纤维、粉煤灰、偏高岭土、水胶比四个变量对复合材料的强度影响规律,总结得出高强高韧水泥基复合材料的建议配合比。该配合比28d抗压强度能达到90MPa左右,抗折强度能达到18MPa以上,可满足铁路人行道盖板的实际需求。(2)对复合材料的微观结构进行研究,分析了复合材料PVA纤维的微观破坏模式和该材料的孔隙分布情况,并开展了该材料的微观力学性能研究。(3)对新拌复合材料的纤维分散性、稠度、凝结时间、含气量等物理性能进行了试验研究,得出:a)通过分散剂的预分散处理和针对纤维分散性的搅拌工艺,在水胶比大于0.16,纤维掺量不高于2.0%时可获得良好的纤维分散性;b)PVA纤维掺量不大于2%,水胶比在0.16~0.24之间时,复合材料具有良好的工作性能;c)PVA纤维会短暂推迟复合材料的初凝时间,对终凝时间影响不大。d)PVA纤维掺入在低于1.8%时会增大混凝土含气量,含气量达到极值后随纤维掺量增加有减小的趋势,最大含气量值为4.3%;e)复合材料人行道盖板生产工作性良好,并得到盖板实际生产的相关经验。(4)通过对照试验,研究了高强高韧水泥基复合材料的耐久性,得到:a)复合材料毛细吸水较水泥砂浆低30%,抗冻性等级超过F300;b)复合材料具有较强的抗渗透能力,且随着龄期的增长抗渗性逐渐增强;c)28d龄期后,复合材料的抗碳化性能强于普通C40混凝土;d)复合材料的抗氯离子性能明显强于普通C40混凝土。(5)通过对盖板模型进行静力学分析,讨论了盖板宽度、肋宽、肋高、加筋种类对盖板力学性能和变形的影响。比较了六种结构优化设计的性价比,得到了各因素的影响规律,并提出了最佳性价比建议,即方案六:盖板加不锈钢丝网片,盖板结构为600mm×444mm×25mm,肋高10mm、肋宽40mm。