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。

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。

冷补沥青混合料作为一种新型的路面修补材料,具有不受天气季节的限制、可随取随用、使用方法简单等特点。以东北地区养护工程为依托,用柴油、冷补填加剂、基质沥青制备冷补液,并将其与骨料拌和得到冷补沥青混合料。进行了不同配比的冷补沥青混合料粘附性、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验,结果表明:由74%基质沥青、24%柴油、2%添加剂组成的冷补液所制备的冷补沥青混合料具有较好的路用性能。

为降低多年冻土区沥青路面吸热传导引起的冻土融沉病害,采用在沥青混合料中填加低导热材料的方法来改变集料导热系数从而降低沥青混合料导热系数.确定沥青混合料的最佳油石比后,在不改变AC-13沥青混合料矿料级配的条件下进行低导热沥青混合料配合比设计,用填加的生蛭石粉(ZS)将原矿料级配中2.36mm以下各档材料进行等质量替代,以保证基本力学性能.采用TCI热物性分析仪对ZS掺量(质量分数,下同)分别为0%,4%,6%,8%及10%的沥青混合料试件进行导热系数的测试.结果表明:沥青混合料试件导热系数随ZS掺量的增加,总体呈指数函数递减趋势;ZS掺量为10%的试件导热系数比未掺ZS试件降低了46.27%,降幅最大,且各项路用性能指标均满足规范要求.

通过两种沥青混合料的劈裂试验、冻融劈裂试验,浸水马歇尔、低温弯曲及车辙试验,以及在新农至西中岛公路(交流岛至通水沟)工程试验路的观测情况,分析了奥米无机纤维沥青混合料在季节性冻土及多年冻土地区的适应性。研究得出,在相同沥青含量下,掺入奥米无机纤维的沥青混合料的水稳定性、低温稳定性和高温稳定性均有明显提高。结果表明,奥米无机纤维沥青混合料在冻土地区公路建设中有良好的使用价值。

为了改善高原冻土区沥青混合料的路用性能,首先通过测力延度试验、常规试验及美国公路战略研究计划试验对沥青性能进行了对比研究。其次,采用冻融循环飞散试验、车辙试验对沥青混合料性能进行评价。研究表明:提出测力延度试验的韧性比指标不低于5.0评价沥青低温性能是必要的,并建立了该地区的沥青优选模型。

在高原冻土条件下,考虑沥青混合料的配合比不同对抗车辙的影响,通过对高原冻土条件下沥青混合料配合比的试验研究,归纳总结出有益结论,对西藏地区沥青混合料配合比设计的研究及施工具有现实的指导作用,同时对类似高原冻土条件的地区沥青混合料配合比的设计也具有借鉴意义。

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。

通过对硅藻土改性沥青混合料热传导性能试验研究,得出了不同硅藻土掺量条件下混合料的热传导系数和热容量参数,同时利用有限单元法对冻土地区公路的温度场变化情况进行了研究。室内试验结果表明,硅藻土改性沥青混合料的导热性能比普通沥青混合料有一定程度的降低,其中添加15%硅藻土的沥青混合料热的传导系数比普通沥青混合料降低10%左右,而热容量基本不发生变化。有限元分析结果表明,冻土地基表面温度场随路表温度的波动而发生波动,当采用硅藻土改性沥青时,地基表面温度的最大值比普通沥青混凝土路面有所降低,尤其是当硅藻土添加量达到15%时,地基表面温度比不添加时降低1.5℃。因此硅藻土改性沥青混合料具有良好的阻热性能,对保持冻土稳定性具有一定的效果。