针对东港灌区输水渠道存在冻胀破坏问题，研究提出一种以玻璃纤维为外掺料的泡沫混凝土，并分析不同玻璃纤维掺量混凝土的性能。试验结果显示，当纤维掺量为0.6%时，试块在冻融前的抗压强度为15.15MPa;在冻融循环50次后，试块的抗压强度为14.62MPa。当纤维掺量为0%时，试块在冻融前的抗压强度为11.23MPa;在冻融循环50次后，试块的抗压强度为7.73MPa。研究结果明，泡沫混凝土在防冻胀中有较好表现。
通过改变泡沫混凝土的水胶比、水泥掺量、粉煤灰掺量及矿粉掺量，测试冻融循环作用下试件抗压强度，利用正交实验选出最优方案和最显著因素，并通过F50冻融循环试验，分析冻融循环后的冻融质量损失率与冻融强度损失率规律。结果表明：经历冻融循环作用后，相较未涂防水涂料的泡沫混凝土，外涂有机硅烷防水涂料的泡沫混凝土抗压强度高出10%左右；无论试件涂刷有机硅烷防水涂料与否，正交实验选出的最优组合均为A1B3C3D1;所设计的9组试样均满足F50冻融循环试验要求。
着眼于季节性冻土区高铁路基防冻胀填料改良及路基保温措施,提出纤维泡沫混凝土作为基床表层填料或保温强化层材料的防冻胀路基结构形式。对纤维泡沫混凝土进行物理力学特性及抗冻融耐久性试验,在此基础上采用有限元仿真分析级配碎石基床、纤维泡沫混凝土基床、保温强化层基床3种路基结构的层间剪切应力、竖向应力、竖向位移等力学参数。结果表明:纤维泡沫混凝土具有良好的保温特性及冻融耐久性,其作为基床表层填料与级配碎石相比,路基结构力学参数均得到改善;其作为保温强化层材料可有效降低级配碎石基床表层剪切应力的最大值,提高路基结构整体稳定性。在一定程度上证明了纤维泡沫混凝土作为季节性冻土区高铁路基防冻胀材料的可行性。
近年来,泡沫混凝土作为一种轻质保温材料得到广泛应用,然而对泡沫混凝土作为保温材料应用于季节冻土区高铁路基的研究相对较少。以哈齐客专DK221+150断面的现场监测数据为依据,利用ABAQUS有限元分析软件,建立泡沫混凝土保温板路基的温度场模型,研究泡沫混凝土保温板在季节冻土区对铁路路基的保温效果。通过对不同工况下泡沫混凝土保温板路基进行温度场数值模拟,优化路基两侧泡沫混凝土保温板的铺设长度。模拟计算结果表明:泡沫混凝土保温板对路基具有明显的保温效果,当保温板的铺设方式为路基面全幅铺设且路基两侧的铺设长度由路肩延伸至4.0m时保温效果最佳。
