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水泥路面砂浆层破损是面层结构普遍存在的一种难以处理的早期破坏,究其原因,主要是由于现有水泥路面薄层修补材料柔韧性差、粘结性和耐久性不足所致。本文在综合考虑乳化沥青柔韧性优良,与水泥适应性好,环氧乳液粘结性能和耐久性优异的基础上,提出对现有普通水泥砂浆复合改性的思路,研制出一种力学强度高、柔韧性好、路用性能优良的复合水泥路面薄层修补材料——CAE砂浆。通过材料适应性研究,确定了乳化沥青和减水剂种类,荧光显微分析得出环氧乳液占乳液总量30%时,空间网状分布状态最佳;材料组成设计研究确定了CAE砂浆基本组成:乳液总量(0.4),环氧乳液比例(30%),水胶比(0.38),胶砂比(1:2),减水剂(1.8%),消泡剂(0.1%),在此条件下CAE砂浆的工作性能和力学性能最优。研究了环氧乳液和乳化沥青相对用量对CAE砂浆路用性能的影响,对比分析了砂浆的力学、柔韧性、粘结性、收缩性、抗渗和耐化学侵蚀性能。结果表明,CAE砂浆各种性能均优于普通砂浆,且各项性能随环氧乳液比例增加得到改善,在环氧乳液用量30%时,28d龄期压折比较水泥乳化沥青砂浆降低了5.3%,小球冲击韧性提高16.1%,层间拉伸强度提高27.5%,层间剪切强度提高11.1%;酸介质侵蚀,抗折、抗压强度损失率降低18.8%和29.5%;油介质侵蚀,抗折、抗压强度损失率降低35.8%和25.8%。并结合广西某二级公路翻修工程,采用CAE砂浆对试验段表层病害进行了修复,现场使用效果良好,验证了室内研究成果。CAE复合胶浆硬化机理分析表明,沥青和环氧树脂包裹水泥,延缓水泥水化,使得XRD谱图中AFt、Ca(OH)2峰值较弱,随着龄期的延长,CAE复合胶浆在XRD谱图中AFt、Ca(OH)2峰值与水泥净浆相似,说明乳化沥青和环氧乳液加入能够延缓水泥水化但不能阻碍水化进程;红外光谱分析环氧乳液能够在CAE复合胶浆中完全固化;乳化沥青和环氧乳液固化形成的网络结构与水泥水化产物相互交织穿插,改善CAE复合胶浆材料的孔隙结构。