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在建中的京沪高速铁路是是新中国成立以来一次建设里程最长、投资最大、标准最高的高速铁路,其全线采用聚脲涂层防护技术作为其防水层,使京沪高铁聚脲防护工程成为迄今为止最大的聚脲工程。基材处理体系作为其中重要的一环,对于工程的竣工验收,起到不可低估的作用。本文根据京沪高铁沿线环境气候特点,针对环氧类基材处理体系冬季施工粘度大、固化反应慢等缺点,提出一种全新的基于聚氨酯类基材处理体系(即QTECH-112),研究材料的表征及物理性能。针对聚脲涂层冬季大面积脱落的现象,从基材处理体系角度出发,研究静态应变变化,并与环氧体系进行平行对比分析,主要内容如下:首先,根据现场施工要求,研究QTECH-112基材处理体系和环氧类基材处理体系底漆的表干时间和腻子的实干时间。实验结果表明,QTECH-112体系在高温、常温和低温下均符合GB/T-1728漆膜腻子膜干燥时间测定法<4h的要求,而环氧体系QTECH-112基材处理体系附着力在低温下环氧底漆表干时间>4h,腻子实干时间>24h,均达不到GB/T-1728规范要求。其次,研究了室内外养护条件下,环氧类基材处理体系及QTECH-112基材处理体系附着力及聚脲附着力。基材处理体系附着力研究结果表明,环氧体系及QTECH-112体系附着力随时间增长而增加。QTECH-112体系,室内1d为3.3MPa,18d后稳定在8MPa;室外1d为2.08MPa,18d后稳定在4MPa。环氧体系,室内1d后为5.14MPa,18d后稳定在8MPa;室外1d为1.88MPa,4d后稳定在6MPa。聚脲附着力研究结果表明,环氧体系室内3d附着力为4.48MPa,14d增长到6.23MPa;室外3d为5.81MPa,14d为4.97MPa;QTECH-112体系,3d到14d,附着力从3.59MPa增长到5.88MPa,室外附着力从3.5MPa增长到4.04MPa。完全满足《京沪高速铁路桥混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件》≥2.5MPa的要求。第三,研究了QTECH-112基材处理体系厚度对于聚脲附着力影响。厚度为2mm以下基材处理体系的附着力明显高于厚度2mm以上;此外,对测试基材附着力的胶黏剂种类进行分析比对,研究结果表明:改性丙烯酸酯室温快速固化胶黏剂不适用于QTECH-112系统。第四,模拟基材处理体系温度变化对于聚脲附着力的影响,研究表明,环氧体系及QTECH-112体系的聚脲附着力前期均受低温影响,后期附着力发展规律与常温接近。第五,研究基材处理体系的抗冻性能,采用快速冻融法,测得环氧体系动弹性模量125次后从71.05%下降至44.80%,而QTECH-112体系75次后即出现涂层破裂,动弹性模量模量从86.42%下降到15.21%。第六,针对京沪高铁聚脲涂层脱落的现象,采用静态应变实验,研究了基于平板玻璃和大理石板上环氧类基材处理体系与QTECH-112基材处理体系的微应变变化,采集了高温、常温和低温下的静态应变结果。研究表明,平板玻璃基上,环氧体系微应变,低温-20℃收缩应变650,QTECH-112收缩应变140;基于大理石板的静态应变实验表明,常温及高温下,二者具有较小的微应变,低温下,收缩应变增大到300;主应变变化方向不断变化,而QTECH-112体系具有相对较低的微应变,且主应变方向基本保持一致。最后研究了施工现场应用中QTECH-112基材处理体系附着力和施工工艺,计算了单位面积重量,从附着力性能和经济成本角度出发,基材处理应采用轻抛丸的方式,同时概述了QTECH-112体系在京沪高铁秋冬季的施工应用状况,对比环氧体系在冬季施工现场遇到问题和困难。通过上述试验研究和施工应用,为在建的京沪高铁聚脲防护工程的建设提供了科学合理的试验数据,为QTECH-112基材处理体系在高速铁路领域的应用奠定了基础。