水泥混凝土路面表层破损属于常见病害,如不及时修复将发展成为结构性破坏,对路面的使用寿命产生不利影响。除了加强路面日常维护外,更需要研发相应的快速修补材料。本文首先对标准轴载下路面应力进行分析计算,得到修复面层的力学性能指标。然后结合水泥路面薄层修复的特点,选用硅灰和聚合物胶粉对胶凝材料进行改性。经过一系列室内配比试验,使硫铝酸盐水泥砂浆的流动度、强度、柔韧性、粘结性、干缩性等指标满足工程要求。经实践检验修补材料的路用性能较为理想。主要研究内容及结论如下:(1)着重分析了面层结构最大剪应力的变化规律,结果表明最大剪应力随修复面层厚度的增加呈下降趋势。根据正常使用状态下结构的最大剪应力值,作为检验界面抗剪强度的标准,为材料配比提供参考。当水平荷载作用过大时,所产生的剪应力将超过面层抗剪强度,导致结构出现滑移破坏。(2)研究了薄层快速修补材料的组成,进行相关的工作性能和力学性能试验。快硬硫铝酸盐水泥与硅灰、聚合物按一定比例复配,能够发挥微填料和滚珠效应。材料的凝结时间、流动性能得到改善,满足现场施工要求。修补材料具有快硬早强的特性,并且后期强度稳步增长。面层4h抗压与抗折强度符合重级交通下水泥路面设计标准,具备快速开放交通的条件。(3)进行新旧界面结合处的粘结强度试验,通过涂抹界面剂、表面凿毛处理等措施,使复合结构的粘结性能得到提升。测试了修补材料的收缩性能,其早期收缩量相对普通水泥砂浆较小,但随着龄期的延长逐渐趋于一致。较低的干缩量可使面层结构趋于稳定,减少表面微裂缝的产生。(4)以实验室所得配比作为基础,开展水泥路面薄层修复作业。结合工程概况制定相关的修复方案,总结配套的施工工艺,并对应用中出现的问题逐一分析和解决。实践证明修补面层与旧混凝土路面间的粘结性能得到改善,可以承担车辆荷载与温差应力的共同作用,并且缩短了交通封闭时间。通车后三个月内路面整体情况良好,没有出现大面积起皮脱落的情况,达到了预期目标。