受交通密度增大、超载超速等服役荷载与恶劣环境条件的耦合影响，公路、桥梁等结构混凝土面层经常出现破坏过早、服役寿命短等问题，极大影响其使用性能并大幅增加了维修成本。聚合物改性水泥混凝土可以提高混凝土韧性及粘结强度，赋予混凝土优异的耐磨性、耐腐蚀性、耐冻融等性能。
 

常用的聚合物改性方法所需聚合物掺量过高，成本较大。针对此问题，团队通过在同一水泥砂浆样品不同层深设计不同聚合物掺量，研究了聚合物掺量梯度变化对水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、粘结强度和抗冻性能的影响。结果表明，梯度改性的设计使得砂浆整体的抗压、抗折，粘结强度和抗冻性在聚合物总掺量相同的情况下，均有不同程度的提升，在保证性能的条件下能有效减少聚合物的用量，这为聚合物改性混凝土的低成本高效能应用提供了一种解决方案，也为后续进一步梯度混凝土的工作打下了夯实的基础。