高韧性纤维增强水泥基材料（ECC）是一种基于细观力学设计的具有超高韧性的乱向分布短纤维增强水泥基复合材料,在拉伸荷载作用下其极限拉应变甚至可以达到2%以上,表现出极好的弯曲变形能力和微裂缝控制能力,但是目前研究的ECC设计思想基本上都是通过剔除基体中的粗骨料来提高其均匀性,保证纤维桥联作用的充分利用,这导致了纤维增强水泥基材料早期干缩过大,很大程度上限制了其在道路工程中的应用。此外目前研究的ECC材料中采用的纤维类型多为日本进口的聚乙烯醇（PVA）纤维,其价格相比于国产纤维贵出很多,这大大增加了ECC的制作成本,而国产PVA纤维的质量不及日本进口纤维,所以近年来ECC在交通基础设施建设中并没有得到大面积的推广。本文主要针对高韧性合成纤维水泥基材料作为新型薄层罩面材料存在的诸多问题,借鉴传统ECC思路,重新调整试验配合比,研制出满足工程要求的高韧性低收缩早强合成纤维水泥基罩面材料,提出以低模量高延伸率聚丙烯（PP）纤维替代PVA纤维的可能性,考察其与PVA纤维对水泥基材料各方面性能的改善效果及差异性,并基于此探索了两种合成纤维混杂的可能性,采用“纤维混杂效应函数”优选出不同纤维掺量下的最佳混掺比例以供实际工程应用参考。此外本文还深入探讨了高韧性合成纤维水泥基薄层罩面在施工技术方面的一些问题,并基于ABAQUS软件数值模拟了实际工程中合成纤维水泥基薄层罩面的开裂行为,主要研究结果表明:（1）在传统ECC配比中掺入适量小石子和膨胀剂以及用粉煤灰替代部分水泥后,可以有效改善ECC材料的早期干缩,经配合比调试后干缩仅为传统ECC的0.4⁰.5倍左右,与普通混凝土相当;（2）掺量为1%²%的合成纤维对水泥基材料早期抗折强度有显著提高,但随着龄期增长提升效果减弱,同掺量下PVA纤维对抗折强度提升更有利。本文研究的高韧性合成纤维水泥基薄层罩面材料1d龄期的抗折强度可以达到6.03⁷.14MPa,已经具备通车条件,28d龄期的抗折强度为8.67¹0.13MPa,能够满足极重和特重交通等级要求;（3）合成纤维对水泥基材料抗压强度影响很小且随着纤维掺量提高,抗压强度在一定程度上呈降低的趋势。本文研究的合成纤维水泥基材料3d龄期的抗压强度在43.9⁴8.4 MPa之间,28d龄期的抗压强度在53.1⁵5.3MPa之间,均远远超过《通用硅酸盐水泥》中对于抗压强度的要求;（4）掺量为1%²%的合成纤维加入可以极大改善水泥基试件的弯曲韧性、断裂韧性以及冲击韧性,PVA纤维对水泥基试件弯曲韧性的提升主要体现在变形初期,弯曲韧性指数₅约为素水泥基试件的4.36⁴.71倍,而PP纤维主要体现在变形后期,弯曲韧性指数₁₀约为素水泥基试件的5.47⁷.93倍。PP纤维对水泥基试件断裂韧性的提高主要体现在对裂后荷载能量吸收能力上,断裂能增益比为1188.6%²645.4%,约为PVA纤维水泥基试件的3.8⁵.5倍,但是在阻止裂纹失稳扩展方面不及PVA纤维,断裂韧度增益比为17.05%³2.53%,仅为PVA纤维水泥基试件的0.5⁰.7倍。PP纤维和PVA纤维均能有效提升水泥基试件的冲击韧性,相比于素水泥基试件,合成纤维水泥基试件在冲击荷载的反复作用下初裂次数增加了1.5⁹倍,终裂次数和冲击能量提高了3¹4倍;（5）掺量为1%²%合成纤维对水泥基材料的耐磨性能、干缩性能均有显著的改善,相比于素水泥基试件,磨耗量降低了12.5%⁴0.8%,干缩应变降低了10.6%³3.0%;（6）采用聚合物乳液与水泥混合比例为1:1.5¹:2的界面剂可以显著增大新旧材料之间的粘结强度,粘结试件28d龄期的抗折强度达到7.61MPa⁷.92MPa（约为完整纤维水泥基试件抗折强度的85%⁸8%）,界面剪切强度达到3.7MPa⁴.11MPa（与整体浇筑的水泥基试件抗剪强度相当）;（7）车辆轴载作用下,加铺罩面层中的剪应力和拉应力₁在初始裂缝附近出现了高度应力集中现象。相比于普通混凝土罩面,合成纤维水泥基薄层罩面中应力集中现象得到改善,反射裂缝尖端的应力强度因子显著降低。聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维水泥基薄层罩面均能有效抑制超重轴载反射裂缝生成和扩展,且二者对反射裂缝的抑制效果相当。