排水基层可有效保持寒冷潮湿地区沥青路面结构的使用性能，并提高其使用耐久性。排水基层沥青混合料的空隙率应在20%以上，沥青用量一般在3.15%～3.55%之间。选择5种开级配沥青碎石混合料，分别进行结构性能、渗水性能、力学性能和水温稳定性等试验，根据试验结果，5种沥青混合料的15℃渗水系数为0.10～0.19 cm/s,冻融劈裂强度比为72.1%～92.3%,单轴压缩试验抗压强度为4.53～8.91 MPa,抗压回弹模量为794.79～1 236.51 MPa,小梁弯曲最大弯拉应变在3 150～4 977με,具备良好的结构强度、水稳定性和排水性能；在经历10～50次冻融循环后，沥青混合料的结构性能指标、拉伸应变及力学指标表现良好，可用于高纬度低海拔寒冷地区公路沥青路面结构排水。建议的适用层位为沥青路面结构的上基层或下面层。

为研究冻融损伤混凝土再生利用条件,推进寒区再生骨料在实际工程中的应用,本文以C30混凝土为基准,探讨级配形式、再生骨料取代率、高效减水剂掺量和砂率对再生混凝土抗压强度的影响规律,分析寒区服役28 a的旧桥再生混凝土和试验室旧试块再生混凝土的力学性能。试验结果表明:再生骨料混凝土配合比设计时应采用连续级配形式;增加再生骨料取代率和砂率对再生混凝土抗压强度有负影响;高效减水剂可以有效地提高再生混凝土力学性能;当再生骨料取代率相同时,旧桥再生骨料混凝土28 d抗压强度比旧试块再生混凝土低17.05%,寒区再生骨料应用时应注意控制取代率。

高速铁路对轨道平顺性具有非常高的要求,在季节冻土区建设的铁路面临着路基冻胀问题,由路基冻胀引起的轨道变形严重影响了高速铁路运行的安全性与舒适性.通过对比其他学者关于路基冻胀的处理与防治方法,提出了采用水泥稳定级配碎石代替普通级配碎石作为基床表层填料,同时在路基边坡铺设保温护坡的方法来防治路基冻胀.根据哈大客运专线季节冻土区的地质及气候条件,采用有限元数值仿真方法分析路基基床表层采用水泥稳定级配碎石和在路基边坡加设保温护坡后对路基温度场的影响.并将分析结果与哈大客运专线的现场实测结果进行了对比,验证了有限元数值仿真结果的可靠性,分析结果表明:在基床表层换填水泥稳定级配碎石,同时在路基边坡铺设3.0 m高、2.5 m宽的保温护坡后可以有效缓解路基的冻胀,与无任何保温措施的普通路基相比,路基中心处的最大冻结深度减小了0.5 m,路肩处的最大冻结深度减小了1.1 m.

针对多年冻土区的特殊性,详细阐述了多年冻土区级配碎石基层施工技术要点,并对级配碎石基层施工质量控制的几个方面进行了分析,从而为该地区道路修筑提供参考。

结合青藏高原多年冻土地区年平均气温低、温差大等气候特点,研究AC-13与AC-16级配的SBR改性沥青混合料在不同温度、不同油石比下的劈裂性能,研究表明,AC-16与AC-13级配相比,在低温下,其混合料强度及弯拉应变相对都较大,在多年冻土地区有更好的适用性。

对季节性冻土地区客运专线的路基基床结构进行了优化,通过现场填筑试验证实优化后的路基基床填筑方案,即铺设两布一膜,上覆5 cm中粗砂,再铺设55 cm厚级配碎石达到了检验标准,可在所研究的工程中推广使用。同时提出采用C25纤维混凝土代替原设计8 cm沥青混凝土作为防水层,优化后的防水层在施工操作性和质量保证方面有较大优势。

提出在青藏高原多年冻土上修建路基的一种新型结构———级配改良结构性路基,即通过路基填土的粒径级配重组和水平排水板的结构改良,改善路基的热效应,并建立级配改良结构性路基模型;根据粗砾石的Balch效应和级配改良粗粒层自然对流效应,分析级配改良结构性路基保护多年冻土的热学工作机制;依据级配改良结构性模型路基的尺寸和热力学参数,采用有限元数值分析方法,建立有限元分析模型。在年增温率为0.04℃/a条件下,20 a内级配改良结构性路基与地质体的温度场有利于冻土保护,路堤冻土上限抬升后的变化幅度与天然场地冻土上限的下降幅度一致,有利于减小不均匀的融沉变形,减少路基不均匀沉降开裂。研究结果表明,级配改良结构性路基具有良好的保护冻土的功能,是一种简单有效的路基结构形式。