我国部分地区冬季道路表面易产生凝冰现象,薄冰使路面摩擦系数降低,对行车安全造成极大隐患。本文针对这一现象提出在水泥混凝土路面中加入相变材料,利用相变材料相变放出热量达到调节环境温度,防止路面凝冰的目的。本文总结了各类型相变材料的特点和全国路面凝冰地区气候特征,确定相变温度为0～5℃的有机固液相变材料作为抗凝冰相变主体材料的筛选范围。从相变性能、热稳定性、长期使用稳定性三个方面对有机多元醇、脂肪酸和烷烃这几种常用的相变材料进行筛选。最终确定降温时相变起始温度为2.3℃,相变潜热为227.9J/g的十四烷和相变起始温度为2.5℃,相变潜热为104J/g的辛酸-癸酸共熔物作为本研究所选相变主体材料进行下一步研究。从孔径大小、物理相容性两方面选择膨胀石墨作为液态相变材料的载体,通过物理吸附的方式对相变主体材料进行封装。十四烷和辛酸-癸酸共熔物的吸附率分别为90.71%和87.69%。从相变焓值更大的角度选择十四烷-膨胀石墨作为最终研究采用的复合相变材料。研究了试验温度和压强对十四烷-膨胀石墨的吸附率影响,确定在相变主体材料为液态条件下,温度对吸附率影响极小,确定最终吸附方式为水浴60℃,常压吸附。复合相变材料中十四烷和膨胀石墨为物理吸附,降温时相变起始温度为4.1℃,相变焓值为198.9J/g,吸附稳定性良好。研究了复合相变材料掺加方式和掺量对砂浆强度的影响。复合相变材料强度较低对水泥砂浆骨架有一定削弱作用,相变材料等体积替代砂和直接外掺相变材料试件的28d抗折强度分别为标准试件的61.2%和68.8%,抗压强度分别为标准试件的42%和56%,确定复合相变材料的最佳掺加方式为直接外掺。外掺试件中,随相变材料掺量增大,水泥砂浆强度逐渐减小,由于膨胀石墨本身具有一定的韧性,复合相变材料对抗折强度的影响小于抗压强度。多次相变循环对砂浆强度影响不大,25次相变循环后,试件抗折强度下降0.05MPa,抗压强度反而增长1.93MPa,可以保证相变水泥砂浆的长期使用强度。通过提高设计强度等级,浇筑了抗折强度为4.6MPa的相变混凝土,满足中等交通荷载等级需求。通过混凝土板的调温性能试验和模拟凝冰实验确定相变混凝土具有一定的温度调节能力。复合相变材料的掺入可以降低混凝土的降温速率,延缓混凝土达到0℃的时间,有一定的抗凝冰作用。