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...

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。

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。

选取了 2类新型道面快速修补料,测试了不同厚度(6、12、18、24、30 mm)薄层修补试件在-15℃低温养护环境下的水化反应温度变化曲线,研究了修补厚度和回弹冲击强度对薄层破坏的影响及规律,分析了薄层修补失效的破坏特征演变。结果表明,尽管低温抑制快速修补材料水化作用,材料B仍表现出初始水化反应剧烈、入模温度较高、有效水化反应时间较长等优点;在冻融循环和冲击荷载作用下,修补层破坏特征随着修补厚度增加由强度破坏演变为粘接能力失效而整体脱落;为保证修补层与原道面变形协调一致以及充分发挥材料自身强度和界面强度,建议超薄层修补时材料B修补厚度不超过4 mm。

为了研究混凝土在冻融交替与盐类侵蚀双重因素作用下的抗冻耐久性能,根据季节冻土区大安境内盐渍土中主要易溶盐的类型与含量,配制了3种质量分数的复合盐侵蚀溶液,制备了普通混凝土、2种引气混凝土及2组粉煤灰混凝土试件,进行盐蚀-快速冻融循环试验,对盐冻破坏后混凝土的质量损失、动弹性模量衰减及其微观结构进行分析。试验结果表明:在冻融循环作用下,复合盐加剧了混凝土的冻融剥蚀破坏;混凝土的冻害程度与侵蚀盐溶液的质量分数、冻融循环次数、混凝土的含气量、粉煤灰掺量等因素有关;造成混凝土发生盐冻破坏的原因有水结成冰的膨胀压力,或冰与水的渗透压力以及复合盐与水泥水化产物发生的化学侵蚀和盐类的结晶膨胀,其中,盐类结晶压对混凝土内部结构的破坏更严重。