随着社会的发展,道路的运输量和荷载量日益增长。水泥基混凝土路面作为一种刚性大、稳定性好承载力大的高级路面,在使用的过程中会因为荷载的反复作用及环境因素的影响,不可避免的会出裂缝、孔洞坑槽等等。假若局部病害得不到有效且及时的修补,最终会导致破坏不可逆转。现在市面上使用的路面修补材料成本高,而且不能做到绿色环保。无机矿物聚合物是一种新型胶凝材料,该无机聚合物具有三维网状结构的特点,由偏高领土,铝酸盐矿物或工业废渣等通过激发剂激发形成,其结构单元为[AlO4]和[SiO4]四面体。并具有陶瓷、高分子材料的特点。无机矿物聚合物被普遍认为是一种可以取代波特兰水泥的新型胶凝材料。本文的主要目的是通过实验研究制备出经济绿色环保的无机矿物聚合物基修补材料,应用到混凝土路面修补当中。采用矿渣、粉煤灰等工业废料为主要原料,采用水玻璃和NaOH为激发剂进行无机矿物聚合物基修补砂浆的制备,研究原料中氧化物含量以及原料配比对砂浆性能的影响,得出各因素对修补砂浆性能的影响规律和最佳配比。随后研究了硅灰、硫铝酸盐水泥和石膏等掺合料对修补砂浆性能的影响。在混凝土路面修补实验中,掺入了减水剂、缓凝剂和纤维对修补砂浆的性能进行改善,从而达到路面修补材料所要求的力学强度、凝结时间以及施工性能等要求。研究结果表明:以粉煤灰为主要原料,掺入不同掺量的矿渣和硅灰,均会对无机矿物聚合物砂浆的力学性能起到促进作用,但矿渣对强度的影响远大于硅灰。通过对原料中氧化物组成的分析可知:在含CaO体系中,抗压强度和抗折强度都随着CaO/(A1203+SiO2)的增大而增大,在无钙体系的无机矿物聚合物砂浆中,无机矿物聚合物砂浆的强度随n(Si02)/n(Al203)的增大而逐渐增大,当n(Si02)/n(Al203)达到3.8左右时,砂浆强度无明显变化,因此无机矿物聚合物砂浆体系中最适宜的n(Si02)/n(Al203)比值为3.8左右。通过对液固比、矿渣和粉煤灰掺量、水玻璃掺量和NaOH摩尔浓度等因素对修补砂浆性能的影响研究得出各因素最优水平,并通过L1656对配比进行优化,并得出各因素对修补砂浆性能影响的显著性大小。通过单因素和正交试验得出修补砂浆最佳配比为:矿渣掺量为0.8、液固比为0.35、水玻璃掺量为30%、NaOH摩尔浓度为3.2mol/L。通过在原料中掺入硅灰发现,能够明显提高修补砂浆的力学强度,且最佳掺量为2%;通过掺入硫铝酸盐水泥发现,对修补砂浆的力学强度没有促进作用,但是可以起到缓凝的作用;通过掺入石膏得出,石膏的掺入会明显延长砂浆的凝结时间,当掺量为4%时,凝结时间可以延长至50min。通过修补砂浆的道路修补实验发现其具有以下缺点:流动性较差,凝结时间较短,容易出现开裂的现象。通过掺入萘系减水剂,缓凝剂和玄武岩纤维对修补砂浆进行改性,得出的减水剂最佳掺量为1%,缓凝剂为0.6%、玄武岩纤维为0.4%。通过铺设试验段发现,改性后的无机矿物聚合物基修补砂浆1d抗压强度能达到30MPa以上抗折强度能达到6MPa左右,凝结时间在20～60min,后期粘结强度较高。能够满足各种面积的修补工程的施工性能和快速通车要求。