在我国内地的寒冷盐碱地区,由于受到盐蚀、冰冻和风化的协同作用,混凝土路面的剥蚀问题格外突出。对于已剥蚀路面如不及时修复,将会导致混凝土路面出现结构性损坏,影响使用寿命。因此,针对寒冷盐碱地区混凝土路面易于剥蚀破坏的工程问题,开发一种适应该环境条件的混凝土路面修复新材料,不仅是寒冷盐碱地区既有混凝土路面维修的科技需要,而且也对新混凝土路面工程的建设具有重要的指导意义。本课题应用材料复合改性原理,研制与寒冷盐碱地区环境相适应的剥蚀混凝土路面材料一罩面修复砂浆为目标,选用硅酸盐水泥、二水石膏、氧化镁、UEA型膨胀剂、玄武岩纤维,配制了混凝土路面罩面修复砂浆,通过正交试验、单因素试验和对比试验的方法,研究了罩面修复砂浆的强度、抗劈裂性、变形性能和抗冻融性能,取得了以下主要结论:(1)掺加MgO、UEA、二水石膏三种膨胀剂都会对混凝土路面修复砂浆收缩抑制起到相应的作用,其中单掺6%MgO、4%二水石膏和10%UEA都可以分别使砂浆产生膨胀,而无干缩现象:相比之下,掺6%MgO条件下下其膨胀与收缩值较为稳定,在修复过程中因为微膨胀而不产生破坏应力,同时也不会因为收缩产生二次裂缝。(2)浆集比为40:60,玄武岩纤维长度为9mm,玄武岩纤维的掺量为0.5%,掺4%二水石膏所配制的砂浆,收缩率最小且体积稳定性好,最适宜用作混凝土路面罩面修复砂浆。(3)硅烷偶联剂增强混凝土路面新老界面粘接性能的研究发现,在修复砂浆中添加硅烷偶联剂会使修复砂浆强度有明显提高,可以达到提高修复砂浆强度的作用。KH-550、KH-560、KH-570三种硅烷偶联剂中以KH-550的增强效果最佳,3天抗折强度较不掺加偶联剂的基准试件提高51%,28天抗压强度较基准试件提高32%;对于劈裂抗拉强度,掺加KH-560硅烷偶联剂的劈裂试件其劈裂抗拉强度明显提高,较基准试件提高了 140%,因此选用KH-560硅烷偶联剂为混凝土路面罩面修复砂浆的界面粘接剂更加合适。(4)修复砂浆快速冻融循环试验表明,质量损失率和动弹模量损失率在125次之后下降较快,0～75次中质量损失和动弹模量损失下降较为缓慢;膨胀剂的掺量及种类对罩面修复砂浆动弹性模量影响最大,由于膨胀剂的水化产物钙矾石、氢氧化钙和氢氧化镁膨胀等晶体使得砂浆基体提前产生膨胀应力,容易产生细小裂缝,这些裂缝不仅会使罩面修复砂浆的强度降低,还会导致冻融循环过程中砂浆动弹性模量损失率加快。玄武岩纤维的掺量以及长径比则在100次以后到175次中影响较大。浆集比为40:60,玄武岩纤维的掺量为0.5%,玄武岩纤维长度为9mm,膨胀剂种类及掺量选择二水石膏4%的掺量配制的罩面修复砂浆质量损失率、动弹模量损失率均较小,适宜用作寒冷地区混凝土路面罩面修复砂浆。