在寒带隧道工程中施工面临着恶劣天气的挑战，材料特性会在寒冷条件下转变，冻土施工尤为棘手，同时设备的使用也受到严寒环境的严重影响。针对低温地带隧道施工，本文着力探索核心技术的突破，以提升冬季作业效率。通过增强材料抗寒性、采用保暖混凝土技术、优化混凝土配比，可有效解决施工难题，这些科研成果已在实践中展现出显著的实用性和高效性。
以山西省长治市长子县某重建公路工程为例，基于既有公路中所出现的沉降变形、冻胀以及翻浆三方面病害探讨造成此类冻害的病因以及预防、处理措施。结果表明，公路项目中的排水工程作业质量、环境温度、路基土质以及土壤含水量等都会诱发公路路基冻害问题。完善路基防水排水处理、提升路基填土高度以及改善路基填料配比等病害处理措施能有效优化公路路基的抗冻害能力。
为解决寒冷地区屋面渗漏的问题，该文提出一种钢筋混凝土平屋面防渗漏系统，并通过缩尺模型试验对该屋面系统在寒冷地区的渗漏防护进行研究。采用机器学习中的支持向量机（SVM）模型对某寒冷地区冻融循环季节的天气进行预测，在该基础上对屋顶系统进行有限元分析，说明系统的防漏机理。研究结果表明，在冻融循环过程中提高屋面温度，可以减少冻融循环带来的温度应力的影响，减缓屋面内部裂缝的发展，降低屋面渗漏的概率，为解决寒冷地区屋面渗漏问题提供新思路。
为研究寒冷地区低温条件对沥青路面低温性能影响，本次研究通过冻断试验、低温小梁弯曲试验、冻融劈裂试验检测了AC-16、AC-20、SMA-13 3种级配类型的沥青混合料低温性能，由冻断试验的结果提出寒冷地区温度区间划分的节点，将低温条件划分成3个温度区间，结合0℃、-10℃、-20℃3个温度条件下低温小梁弯曲试验结果，分析沥青混合料的应力松弛作用与沥青混合料低温抗裂性能关系，并从冻断试验应力-温度曲线中获取数据拟合出应力-时间关系，得到松弛模量曲线。结果表明：当降温幅度相等时，温度越低，其对应力松弛影响程度越高；沥青混合料低温抗裂性能随着应力松弛作用的削弱而变差；相同级配下橡胶沥青混合料应力松弛能力受温度影响低于SBS改性沥青。
为促进气泡混合轻质土在寒冷地区工程的应用，对气泡混合轻质土及其表面密封处理后的热工性能和抗冻性能进行试验研究。结果表明：气泡混合轻质土具有良好的热工性能，导热系数随密度的降低而降低，二者成线性相关；当容重等级高于W9，不采用表面密封处理，气泡混合轻质土可经受15次冻融循环不发生冻融破坏，当采用表面密封处理，容重等级为W7即可满足；表面密封处理有利于保证气泡混合轻质土抗冻性，柔性材料具有适应温度变形的能力，密封效果优于刚性材料。
为探究硅粉对玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能的增强效果及改性机理，采用快冻法研究了不同硅粉掺量下玄武岩纤维混凝土质量损失、相对动弹模量、抗弯拉强度随冻融次数的衰减规律；借助压汞法(MIP)以及扫描电子显微镜(SEM),分析冻融前后孔结构及界面结构的演化，从细微观层面揭示硅粉增强机理。研究结果表明：9%(质量分数)硅粉掺量的玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能增强效果最佳，相比基准混凝土，冻融320次后质量损失率降低了62.35%,相对动弹性模量提高了14.68%,抗弯拉强度提高了43.89%;MIP测试表明，掺入硅粉能够细化混凝土内部孔结构，减少孔隙数量，优化孔的分布，阻抑最可几孔径和临界孔径的增长；SEM分析发现，掺入硅粉能够改善纤维-水泥石与骨料-水泥石的界面区结构，提高玄武岩纤维路面混凝土的抗冻性能。
混凝土结构桥梁在我国桥梁工程中占有很大的比重，由于混凝土本身的多孔结构，容易受自然环境的影响产生病害。对寒冷地区混凝土桥梁发生冻融破坏、盐冻破坏的原因进行了分析，对混凝土桥梁桥面伸缩缝、泄水孔、防撞墙病害提出修复措施。对常用的几种混凝土防腐涂层体系进行了试验研究，结果表明：溶剂型环氧-溶剂型环氧-氟碳面漆的涂层体系对混凝土结构的耐久性提升更好。
本文针对寒冷地区的冻土隧道和路基,讨论了冻土的成因特点,分析在寒冷地区季节冻土区隧道和路基设计方法,得出特殊环境设计条件下的关键技术手段。
从寒冷地区渠道冻胀破坏的原因及地下水对渠道冻胀的影响,总结出渠道冻胀破坏的各种特征,最后提出了渠道防渗工程在地下水位高时冻胀破坏的防治措施。并根据实际工程阿克苏东城区水系工程渠道衬砌结构进行分析,为后续设计人员在遇到寒冷地区景观水系渠道并且地下水位较高时,提供如何考虑寒冷地区景观水系渠道防渗及排水型式、消减冻胀破坏、延长工程使用寿命、提高工程投资效益的思路。
