摘要
传统的水泥路面修补材料存在养护时间长、强度形成缓慢、修补时人力物力
花费大等问题。本文通过研究预埋骨料混凝土（PAC）在水泥混凝土路面修补中
的应用，来解决以上问题。PAC是先将骨料提前预埋到模具中，然后将灌浆料浇
筑到骨料缝隙中而形成。其特殊的施工工艺可以减少设备和人员的使用，降低修
补成本。但由于灌浆料流动度较大，导致PAC施工和易性和力学性能较差，很
大程度限制了PAC在水泥路面的修补中的应用。首先利用有限元软件对修补结
构的力学进行分析，确定水泥混凝土路面修补对材料的力学要求。然后利用响应
面设计方法优化灌浆料配合比，系统研究胶凝材料和外加剂对灌浆料性能的影响。
再结合灌浆料对不同骨料粒级灌入密实度、强度、收缩率的影响，得到满足水泥
路面结构修补力学性能和工作性能的PAC，并应用到实际工程之中。
（1）利用ANSYS软件，研究车辆荷载在不同修补结构位置处的应力分布
规律，并对修补结构的可靠度进行分析。为PAC在水泥混凝土路面修补时，不
同位置处需满足的力学性能提供了理论依据。
（2）考虑到灌浆料性能是PAC使用性能的基础。采用响应面法对灌浆料的
配合比进行设计及优化，系统分析了水胶比、矿渣掺量对灌浆料的性能影响。通
过试验验证方法，并结合X-射线衍射和扫描电子显微镜分析矿渣对灌浆料影响
机理，最终确定灌浆料的最优配合比范围。
（3）从PAC施工和易性与力学性能出发，对灌浆料的流动性、收缩率、泌
水率、凝结时间、强度等性能进行研究。通过调整掺合料的比例，配制出满足不
同性能要求的灌浆料。研究表明：矿渣可以改善灌浆料的流动性；当CMC-PAM
两者掺量分别为2.0‰和1.5%总掺量为17.5‰时灌浆料的流动度较好且收缩较
小，选取合适的外加剂和胶凝材料合理控制其掺量，可配制出流动大、早期强度
高、凝结时间可控的灌浆料。
（4）通过探究不同灌浆料对不同粒级骨料的灌入密实度影响，以及不同灌
浆料与PAC收缩性之间的关系。确定不同骨料的粒径和灌浆料性能与PAC力学
性能之间的联系。从试验结果可以看出：浆体的流动性越好，混凝土的密实度越
高；并得出三种粒级骨料达到90%密实度所需流动度的最小值。如26.5～31.5mm
粒级的为18.5s，26.5～37.5mm和31.5～37.5mm粒级的为19.5s。
（5）针对水泥路面病害类型，提出PAC应用于不同场景的水泥混凝土路面
修补的施工工艺。
关键词：流动性；预埋骨料混凝土；力学强度；凝结时间；水泥混凝土路面
I
II
ABSTRACT
Traditionalcementpavementrepairmaterialshaveproblemssuchaslong
maintenancetime,slowstrengthformation,andlargemanpowerandmaterialcosts
duringrepair.Thispaperstudiestheapplicationofpreplaced-aggregateconcrete(PAC)
intherepairofcementconcretepavementtosolvetheaboveproblems.PACisformed
byfirstembeddingtheaggregateintothemoldinadvance,andthenpouringthe
groutingmaterialintotheaggregategap.Itsspecialconstructioncanreducetheuseof
equipmentandpersonnelandreducerepaircosts.However,duetothelargefluidityof
groutingmaterial,theconstruc