【目标】分析多年冻土区高速公路路基不同沉陷形态、行驶速度等因素对车辆乘员舒适性的影响，明确路基不同病害类型的分级控制标准。【方法】基于多年冻土区高速公路路表沉陷激光点云实测数据将不均匀沉陷细分为错台型沉陷、曲线型沉陷和拱起型变形，进一步采用CarSim仿真软件构建人-车-路耦合模型分析了不同类型沉陷对车辆加速度的影响规律。【结果】行车舒适性受行车速度、错台高度、曲线型沉陷深度、拱起的高度以及病害区纵向波长等因素的综合影响，其中错台病害对行车舒适性影响最大；同路况下，车身垂向加速度峰值随车速增加而增大；在曲线型沉陷与拱起病害中，行车舒适性与病害区纵向波长呈正相关，而与沉陷/拱起高度呈负相关；当纵向波长相同时，拱起病害应设定更严格的养护控制标准。【结论】应根据人体舒适性加速度阈值建立不同沉陷形态的分级控制标准，以有效指导沉陷处治和车辆限速管理。多年冻土区高等级公路不均匀沉陷发育路段全线限速应在80 km/h以下，病害严重路段限速60 km/h或更低；错台高度控制在1.5 cm以内；曲线型沉陷区纵向波长应大于7 m,沉陷深度控制在5 cm内；曲线型拱起区纵向波长应大于5 m,拱起高度控制在3...

【目标】随着多年冻土区路基工程建设活动增加，形成了大量路堑边坡，因此有必要对冻融作用下多年冻土区路堑边坡的稳定性进行分析。【方法】针对其随机性、小样本、非线性等特点，利用支持向量机、随机森林和梯度提升3种算法构建基础模型，并采用Voting集成学习技术将它们组合，构建了4个多年冻土区路堑边坡安全系数预测模型。【数据】为了反映冻土区边坡的特殊性，引入了活动层厚度和冻融损伤系数，并结合了普通边坡稳定性影响中的4个关键指标(边坡坡度、土体重度、黏聚力和内摩擦角),确定了6个输入指标。利用25组数据对4个预测模型进行了训练和测试，并采用最小均方误差评价了模型预测效果。【结果】支持向量机模型的最大相对误差为9.61%,随机森林模型的最大相对误差为―6.23%,梯度提升模型的最大相对误差为4.44%,而Voting集成学习模型的预测值与实测值最大相对误差为―0.51%。相对于单一预测方法，Voting集成学习模型能够更加准确地预测边坡安全系数变化趋势。【应用】Voting集成模型可以更好地描述边坡稳定性与其影响因素之间的非线性关系，更适于实际工程应用。研究成果为多年冻土区路堑边坡稳定性评价提供了一...

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。

为准确客观地评估多年冻土公路路基稳定性，构建了以冻土特性、地质环境、气候条件和工程状况为准则层，包含12个指标的评价体系。选取7个区间的多年冻土公路路基作为样本，通过G1法和熵权法分别计算各指标的主、客观权重，并采用博弈论方法确定各评价指标的综合权重。通过物元变换构建了冻土公路路基稳定性等级的物元体系，计算各指标的关联度。将博弈论组合赋权和物元可拓模型相结合，构建了一种新型的多年冻土公路路基稳定性评估模型，对7个区间多年冻土公路路基的稳定性进行评估。结果表明：年平均地温、工程措施、路基高度、年平均气温和含冰量是影响冻土稳定性最主要的因素；基于博弈论组合赋权和物元可拓模型的多年冻土公路路基稳定性评价方法，克服了G1法赋权中主观随意性带来的偏差，同时也避免了熵权法过于依赖指标数据而忽略指标重要性的问题，这使得多年冻土路基稳定性评估中的指标权重更加科学合理；评价结果与实际路基的变形监测数据吻合度较高，验证了该模型的科学性和有效性。

深厚含土重冰层是极限性不良地质,在其上修建路基会面临严重的冻胀和融沉病害,威胁车辆的运行安全。为此探究了将聚氨酯高聚物材料(PU)用作路基的保温隔热层以防止冻融病害。进行了PU的隔热性能试验,分析密度和冻融循环次数对PU导热系数的影响。开展了重冰层冻土路基保温隔热模型试验。研究了普通路基、单层PU板路基和双层PU板路基在冻融过程中的温度分布特征,定量描述了PU的隔热效果。研究结果表明:PU的导热系数与自身密度呈正相关,与冻融循环次数也呈正相关;PU的密度越低,其导热系数受到冻融循环的影响越大;PU的密度越高,其隔热性能越能在多次冻融循环中保持稳定;冻结时,普通路基的热通量是单层和双层PU板路基的1.7倍,融化时,普通路基的热通量是单层PU板路基的2.1倍,双层PU板路基的2.8倍;PU板具有保温隔热能力,可以抬升路基的冻结深度,减少冻胀病害,延长路基的冻结过程,避免融沉病害;双层PU板比单层PU板表现出更优秀的隔热效果。

本研究基于低温弯曲实验、冻融劈裂实验和约束试件温度应力实验，模拟北方高寒地域环境纤维沥青混合料的低温耐受性，探究了沥青种类、玄武岩纤维长度和直径对沥青混合料低温性能的影响规律。研究结果表明：在高寒大温差条件下，沥青种类对沥青混合料低温性能具有显著影响，其中SBS改性沥青>70#基质沥青；在相同纤维掺量下，三种直径的玄武岩纤维对AC-13混合料低温性能的改善作用为7μm>16μm>25μm；三种长度（3 mm、6 mm、12 mm）的玄武岩纤维对AC-13混合料的性能改善呈先增后减趋势，6 mm长度的纤维对低温性能改善效果最佳。该研究成果可为玄武岩纤维在寒冷地区道路上的应用提供实验参考，也可作为教学案例应用于土木工程领域研究生课程，用来研究高寒地区道路工程路面材料的特殊设计需求。

为明确大空隙沥青混合料在寒区服役环境下的损伤规律，研究采用宏观损伤试验和细观定量分析技术[无损CT扫描和Image-Pro Plus(IPP)图像处理技术]相结合的方法，对寒区冲刷、堵塞和冻融作用下OGFC-13和OGFC-16的性能和细观空隙结构特性进行了分析。结果表明：在动态水压冲刷作用下，空隙率为25%的试件强度降幅明显，最大降幅达到30%以上；在极端堵塞试验中，堵塞物最大堵塞深度达到20 mm左右，堵塞后的渗透系数均小于0.06 cm/s;冻融作用下，混合料的损伤度随循环次数而升高，而OGFC-13损伤度低于OGFC-16,且在23%的孔隙率下损伤度最低；细观空隙结构定量分析显示，混合料空隙率在冻融和冲刷作用下会略微升高，在堵塞状态下会大幅降低；孔隙数量变化趋势与孔隙率相反，孔隙特征表现为其等效直径均以1.18～4.75 mm为主，约占空隙数量的50%。本项研究得出了寒区大空隙沥青混合料宏观性能和细观空隙结构衍化规律，可为寒冷地区大空隙混合料设计提供技术支撑。

为了研究宁夏不同地区道路因受气候、环境及周期性冻融循环等因素对路基路面的影响，整合了宁夏不同地区季节冻土区冻融特征，并对宁夏不同地区道路的冻害、道路状况的影响及成因进行了分析。通过文献查阅及实地调研的方法，依据相关道路资料，对宁夏开展了全线道路病害研究。选取宁夏地区北部、中部及南部部分市区内道路、部分国道及省道典型路段，归纳总结了宁夏地区公路路面病害的特征。依据《公路技术状况评定标准》(JTG5210—2018)利用PQI指数对所选道路技术状况进行了评价，对产生宁夏道路冻害的成因及形成机制进行了剖析。结果表明：宁夏季冻区气温、降水等相关因素时空变化特征具有很强的地域性；宁夏不同地区病害存在差异，但以裂缝病害为主，道路都表现出不同形态裂缝；宁夏不同地区道路的路面总体性能以优良为主，北部、中部使用性能稍优于南部；宁夏不同地区公路病害主要是由冻害引起，温度场变化、循环冻融作用及交通荷载等因素相互影响，导致公路冻害的发生。本结果将为宁夏全域季节冻土区工程实践中的道路建设、合理设计与运营提供借鉴和参考，对季节冻土区道路病害的预防具有重要意义。

块石路基作为解决青藏高原多年冻土冻胀融沉病害的关键技术而得到广泛应用。近年来青藏高原呈现湿化显著的趋势，夏季降雨携带的部分热量会快速入渗到块石层，从而影响块石路基的传热特性和水热状态，有必要开展降雨条件下块石路基热力学特性研究。基于室内试验，开展了不同降雨量、不同厚度下封闭块石层水热响应规律研究。结果表明：(1)在降雨条件下封闭块石层自然对流的发生与降雨量大小和块石层厚度有关。随降雨量增加，1.4 m厚度的块石层自然对流瑞利数最大值逐渐降低。当降雨量达到23 mm时，块石层不发生自然对流；而0.6 m厚度的块石层自然对流瑞利数最大值则随降雨量增加而逐渐增大，自然对流增强。(2)在降雨入渗作用下，1.4 m厚度的块石层内部与基底土层有升温效应，而0.6 m厚度的块石层基底土层有降温效应。与未来50年青藏高原预测升温速率每年0.052℃相比，降雨入渗对前者下伏土层的升温效应更为显著。(3)暖季的降雨入渗在短时间内会显著影响基底浅层土的体积含水量。随着降雨量的增加，体积含水量峰值有一定抬升，但每循环周期的峰值大小差异不大。主要是因为在经过冷季低温冻结后，块石体与土层之间的部分空隙被凝结冰填充...

由于具有弹性模量高、稳定性好、强度高等优点,水泥稳定碎石基层被广泛应用于高等级路面工程中,但在高寒地区低温环境下,水泥稳定碎石基层易出现开裂、冻胀等问题,对其性能造成严重影响。基于此,本文从开裂机理、抗裂性能影响因素、冻融损伤机理、抗冻性能影响因素及防治措施等角度入手,对水泥稳定碎石基层性能进行综合评价,并提出目前研究存在的不足及下一步研究重点,以期为高寒地区水泥稳定碎石基层应用与推广提供有益参考。