为探究花岗岩-混凝土组合体在寒区环境下冻融损伤规律，设计了3种不同界面粗糙度（0.61,1.18,1.69 mm）的花岗岩-混凝土组合体，利用快速冻融机模拟了冻融循环次数为0,10,20,30次的不同寒区环境，对冻融后的花岗岩-混凝土组合体外观形貌变化、质量损失、抗折强度损失、起裂韧度、断裂能等参数进行分析。结果表明：随着冻融次数的增加，试样质量损失率、纵波声速衰减和各项力学性能损失均呈增长趋势。在冻融30次后，界面粗糙度为0.61 mm的试样纵波声速降低了13.03%，抗折强度和断裂能损失率分别为73.22%和67.67%，；界面粗糙度为1.18 mm的试样纵波声速降低了12.59%，抗折强度和断裂能损失率为61.28%和69.13%；界面粗糙度为1.69 mm的试样纵波声速降低了9.67%，抗折强度和断裂能损失率为39.40%和41.97%。研究计算了花岗岩-混凝土组合体试样起裂韧度与损伤因子，得到了以上3种界面粗糙度下，组合体起裂断裂韧度与冻融循环次数线性拟合表达式，可为相关研究提供一定的参考。

生活垃圾焚烧炉渣是由生活垃圾焚烧产生的副产物，试验以生活垃圾焚烧炉渣、水泥、石子等为原材料，采用正交试验法分析炉渣混凝土的抗压强度和弹性模量，并探讨加入生活垃圾焚烧炉渣后混凝土的微观形貌变化。通过对比冻融作用下混凝土性能的变化，分析炉渣混凝土用于寒区道路工程的可行性。研究结果表明：养护时间和生活垃圾焚烧炉渣的掺量是影响混凝土力学性能的主要因素。当掺入微量炉渣时，混凝土抗压强度降低，当掺量增加，混凝土的抗压强度随之增加，但当掺量增加到一定阈值时，混凝土的抗压强度又随之下降。总的来说，在混凝土中加入适量的生活垃圾焚烧炉渣可以在保证混凝土最终强度的前提下利于混凝土早期强度的形成，最优替代率范围为33.0%～49.5%。此外，在冻融循环作用下，炉渣掺量适当的混凝土，其抗冻融耐久性明显优于普通混凝土，最优替代率范围为24.8%～41.3%。综上，生活垃圾焚烧炉渣可用作寒区道路工程混凝土骨料。

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。

为揭示寒区高铁无砟轨道混凝土在冻融循环环境和列车疲劳荷载下的服役性能变化规律，建立了“冻融循环+高频疲劳”的试验制度，以C60无砟轨道轨道板机制砂混凝土为研究对象，从损伤过程与能量传递的角度研究了冻融与疲劳耦合作用下的混凝土损伤机理，预测了寒区无砟轨道机制砂混凝土的疲劳寿命。结果表明，高速列车疲劳荷载会加剧无砟轨道混凝土的冻融损伤，混凝土在冻融循环300次后损伤加剧，其力学性能与疲劳性能均表现出加速下降的规律，600次冻融循环后疲劳寿命降低46.3%，刚度衰减幅度增加12.9%，冻融循环造成的缺陷连通是混凝土疲劳性能衰减的主要原因。混凝土主要通过变形所产生的变形能来耗散能量，冻融循环导致最大应变降低与残余应变增大使得混凝土变形性能降低。与常温下的疲劳性能相比，冻结阶段混凝土孔隙内冰有增强作用，且冻结状态下冰能加速内能耗散，因此疲劳损伤情况有所缓解。采用两参数Weibull函数对冻融破坏概率进行分析，建立了考虑疲劳损伤因子的混凝土“冻融+疲劳”服役状态下的寿命分析模型，预测了无砟轨道机制砂混凝土的服役寿命。

寒区隧道普遍受到冻融作用影响，易发生沿着混凝土衬砌结构与围岩界面损伤与脱黏现象，严重影响隧道工程施工质量与安全运营。为提升隧道围岩–喷层界面黏结强度与抗冻性能，将围岩–喷层界面简化为岩石–混凝土二元体，研制适用于提升围岩–喷层界面黏结性与抗冻性的水泥基界面剂，并开展水泥基界面剂喷涂前后的砂岩–混凝土界面黏结强度及抗冻性能对比试验。试验结果表明：(1)冻融作用产生的岩石–混凝土界面中与硅氧四面体平行的主链破裂，是导致岩石–混凝土界面黏结性能降低的核心原因；(2)通过试验适配研制，提出适用于提升寒区隧道喷层界面黏结性与抗冻性的水泥基界面剂最优配合比为∶水泥∶水∶硅微粉∶硅烷偶联剂∶高分子胶凝材料(水性丙烯酸酯腹膜胶+竹材液化酚醛树脂)=10∶4.4∶0.8∶0.2∶1∶0.5;(3)因水泥基界面剂的高分子水化作用，喷层界面产生的“树根桩”效应扩大了岩石与混凝土接触面的栓堵程度，同时，硅烷偶联剂的化学键合作用提升了界面间的机械咬合力，二者耦合增强作用提高岩石–混凝土界面的黏结剪切强度和劈裂强度。通过对比试验发现，在冻融30次后，采用水泥基界面剂处理后，岩石–混凝土界面剪切强度较未处理试样可提...

针对高寒地区新浇筑混凝土易受冻害，导致的路面结构安全隐患和后期服役寿命受限等问题，文中选取西藏地区实际施工材料分别拌制了C30、C40及C45三组水泥混凝土试件，试件在标准养护室养护0,3,7,28 d后移置室外继续养护150 d,研究抗压强度、抗折强度及动弹性模量变化规律，并且对自然养护150 d的试件进行300次冻融循环试验。研究结果表明：当认为标准养护龄期为28 d的混凝土无受冻状态时，标准养护龄期的增加能有效提升混凝土服役初期的抗冻能力，混凝土的受冻率随着养护龄期的增加依次降低；通过掺加粉煤灰和防冻剂，自然养护150 d的混凝土可经受275～300次冻融循环，冻融循环250次后，混凝土内部产生明显的大孔隙及裂隙，试件抗冻指标快速下降；通过建立的冻融损伤度转化公式，可快速对高寒地区不同服役年限的混凝土建筑物进行力学性能预测，进而为运行期建筑物安全性评价提供理论支撑。

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。

鉴于高寒地区混凝土冻融循环频繁、易冻坏,因此,如何提高混凝土抗冻性能是关键。阐述了对高寒地区道面混凝土抗冻性能进行的研究,重点研究了道面混凝土水胶比、砂率、胶材用量和含气量对其抗冻性能的影响。研究结果表明:在满足道面混凝土设计指标和现场施工性能的前提下,增加胶材用量、降低水胶比、砂率和含气量均有利于道面混凝土抗冻性能的提高,据此设计的道面混凝土抗冻等级能够达到F300。研究成果对高寒地区道面混凝土抗冻性能的设计具有指导意义。

在寒冷地区的渠道防冻胀工程中，采用创新材料和施工方法是渠道抗冻胀工程的重要研究方向。文章重点对寒冷地区渠道防冻胀泡沫轻质混凝土的应用进行了讨论。根据现场测试结果，得出以下结论：泡沫轻质混凝土隔热功效、强度及价格优势均较好，25～30 cm厚度的泡沫轻质混凝土保温层能够起到同6 cm厚度的聚苯乙烯保温板一样的防冻胀作用，能够在高寒地区渠道防冻胀设计建设中使用。

针对高寒地区混凝土结构出现不同程度的裂缝，分别从低温大风、冻融循环及养护措施对裂缝影响的原因进行详细分析。本文选取了柔性环氧树脂、聚氨酯、改性FEVE氟碳材料和聚合物水泥4种混凝土裂缝修补材料开展了相应的环境相容性力学性能试验研究，并将室内试验研究结果应用于实体工程。研究结果表明：柔性环氧树脂注浆材料和改性FEVE氟碳材料表面封闭材料的各项力学性能最优，并在高寒地区修补混凝土裂缝具有很好的环境相容性。