 由于基层原因造成的路面破坏是其中一种重要的病害类型。采用传统方式进行的半刚性基层修补强度形成需要较长时间，为了不影响一些重要道路的使用，不能长时间封闭交通。掺加乳化沥青后修补材料可以降低混凝土的模量使其与半刚性基层材料的模量相匹配。这是一种高性能修补材料。采用这种高性能快速修补材料进行高速公路、国道、城市道路的半刚性基层修补时可以缩短强度形成时间，在短时间内开放交通，从而不影响道路的使用。
与发达国家相比，我国在半刚性基层快速修补方面还有很大差距，因此，路面基层快速修补材料的研究显得十分重要。因此，本文采用以水泥沥青为结合料的修补材料，进行抗压、抗裂性能等各种路用性能的研究，并确定水泥、沥青、集料及各种添加剂的最佳用量。最终得到满足与旧路面的粘结性、早强性、水稳性等性能要求的修补材料，从而提高修补后的路面结构整体性。
试验方法及结果分析
对修补材料的选择及要求
修补材料主要有砂子、水泥、石子、乳化沥青和各种外加剂(早强减水剂、膨胀剂等)和外掺料(沸石粉)等。要保证它们之间的搭配合理、组合得当，使得各种材料能充分发挥它们的作用。
为了充分发挥基层修补材料的特性，其应具有以下性能:要快硬早强;干缩性要小;具有较高的流动度;与原沥青混凝土路面基层和新面层有较好的粘结力。
试验方法及结果分析
水泥净浆流动度试验。胶凝材料与高效减水剂的相容性主要通过对水泥净浆的流动度的测定和其流动度经时变化情况来判定的，这主要是考虑到修补材料必须掺加早强型掺合料的原因。本试验分别对掺加沸石粉和没有掺加沸石粉的两种材料组合进行净浆流动度试验。
通过分析表格中不同掺量减水剂和沸石粉所得到的试验结果，在水胶比为0.5的不掺加沸石粉的水泥净浆，其流动度随减水剂的增加而增大且增加速率较快，当减水剂掺量大于1.4%时，水泥净浆的流动度增加的已经很缓慢了，当增大到2%时，流动度均值为27.5cm。所以结论就是:当忽略做实验时的误差影响时，减水剂对流动度的影响是不断增加，先增加得快些，而后随减水剂含量增加而增加得较为缓慢。
掺加沸石粉后流动度有所降低，但仍满足实际要求。另外，水对净浆流动度的影响无疑是增加的，但是，加水过量易使混凝土的强度降低，其原因是水易在砼内形成气泡，当水蒸发后就形成空隙，从而降低了强度。
水泥的胶砂强度试验。胶砂试验的目的不是确定水泥标号，而是检验外加剂和外掺料对修补材料的影响，从而确定其最佳含量。其配比与规范有所不同，由于掺加了外掺料，从而降低了水泥用量。
分析试验结果可得，掺加早强减水剂的试件早期强度得到了很大提高，10h的最低抗折和抗压强度分别为0.45MPa和1.56MPa;1d的最低抗折和抗压强度分别达到了4.25MPa和15.88MPa。由图中还可看出，当沸石粉为7%，减水剂为1.2%时，其早期强度增长较快，但后期强度增长较缓慢;当沸石粉为6%，减水剂为2%时，其早期强度虽然增长较慢，但后期强度增长较快。可见，沸石粉对水泥胶砂的早期强度影响不大，但对提高水泥胶砂后期强度的有很大作用。通过调整减水剂的含量可以看出，当减水剂含量低于1.4%时后期强度变化不大都较低;当减水剂含量大于1.6%时，其后期强度增长较快，含量为2%时增长最快。因此建议采用2号试件即沸石粉为6%，减水剂为2%的配合比。
修补材料强度的测定。修补材料强度试验包括抗压和抗折强度试验。本试验选取三种配合比来测定其强度，即水泥加外加剂(配比1)、水泥加外加剂再加沸石粉(配比2)、水泥加外加剂加沸石粉再加乳化沥青(配比3)，以此来验证各个材料对修补材料的强度的影响。
由强度的试验结果可以看出，无论是抗压强度还是抗折强度，水泥加外加剂的强度依然最高，但其刚度较大，与半刚性基层刚度不相匹配。尽管掺加沸石粉的修补材料早期强度较低，但其后期强度增长较快，可以取代部分水泥，也就降低了工程造价，但不能满足半刚性基层快速修补的要求。掺加乳化沥青后的材料1d强度就达到4.99MPa，已经可以满足通车的要求，这样就能将断交时间降低到1d以内，这对尽快恢复交通意义重大。而且掺加沥青后的材料刚度降低，模量降低，与半刚性基层的刚度搭配较为合理，因此可以考虑采用掺加乳化沥青的配比。
新旧材料界面粘结性能的研究。旧界面与修补材料之间的粘结性是评价基层修补质量的一个重要因素。粘结性好，新旧材料就能联合在一块共同工作，从而达到良好的修补效果，而一旦粘结性不好，在荷载和自然条件作用下在新旧界面处会出现裂缝，由于裂缝的出现会使雨水及其他杂质进入裂缝从而导致路面的损坏。
可以看出，对于同时在掺加外加剂和沸石粉的修补材料，其早期粘结强度增长较为缓慢，后期强度增长明显较只掺加外加剂的要快，这是因为沸石粉对材料的强度有促进作用。因此，在修补前，一定要对修补材料结构界面进行清洁和糙面处理以增大界面处的机械咬合力:加入早强掺合料能够促进修补材料早期界面粘结强度增长，促使修补材料能较快达到较高的粘结强度。
修补材料的收缩性试验。因修补材料内部发生的物理和化学作用所产生的体积缩小的现象称为收缩。它使得修补材料内部产生应力变化，导致路面结构产生变形，甚至裂缝，从而降低其强度和刚度。在修补材料中掺加适量的膨胀剂来抵消混凝土的收缩是解决混凝土收缩的主要方法。
由试验结果分析可知，膨胀剂也存在最佳掺量的问题，当膨胀剂含量低于最佳值时，其限制收缩的效果随着膨胀剂含量的增加而进一步增加;当膨胀剂含量超过最佳值时，由于内部发生的过化学反应，其限制收缩的效果反而降低。当膨胀剂含量为6%时，其3d的膨胀率为0.11%，也就是比原来长度增长了0.11%，这说明膨胀剂的作用正在发挥。但是随着龄期的增长，修补材料的膨胀率在慢慢的减小，原因就是修补材料本身的收缩抵消了膨胀剂膨胀的作用，这就是膨胀剂的作用外观解释。当膨胀剂掺量为7%时，其3d的限制膨胀率时只有0.02%与6%掺量膨胀剂的14d限制膨胀率相同，7d的限制膨胀率也仅有0.03%，之后反而出现了负值，这说明修补材料的收缩超过了膨胀剂所起的膨胀作用，所以在修补材料中掺加6%的膨胀剂时合适的。
结论
本文从修补材料的最初的物理性质开始，分析其密度、级配及作用原理，再以此为基础，制定出不同掺量的水泥、沙子、石子、早强剂、减水剂、沸石粉、乳化沥青配合比，通过室内抗压、抗折、劈裂、干缩等试验，研究其性质，通过研究得出以下结论:
(1)修补所用的乳化沥青修补材料，由于掺加了早强减水剂而具有早强性(1d强度可达到4.5MPa以上)，可使断交时间不超过16小时，适合于公路的半刚性基层的快速修补，这对于缩短修补时间，尽早开放和恢复交通有重要意义。
(2)本试验所研究的修补材料具有高流动性，能够很快流淌和渗入到基层和面层的空隙中去省去了振捣环节(即自密实型混凝土)，同时增大了修补材料和原有界面的结合力。
(3)路面修补后，由于膨胀剂的作用，收缩性较小，与原来旧路面不会产生明显的界面(开裂、高低不平等)缺陷，不降低路面的行车舒适度。 |
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