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.
本课题主要研究严寒地区高速铁路路基基床级配碎石填料的微变形与控制原理。在考虑温度、含水率及荷载变化的基础上，主要开展高压实状态下级配碎石在冻融过程中其内部水热运移规律和由此引起的微变形的研究。寒冷地区级配碎石的这种微变形对高速铁路的运营有着至关重要的影响。课题将通过冻融试验、微观观察和模型试验等手段，查清温度变化、水分变化条件和载荷作用下级配碎石微变形机理，建立相应模型;考虑冻胀对轨道板的作用,建立动力相互作用模型,用于指导严寒地区高速铁路设计与养护。级配碎石内冻胀微变形在以前的研究工作中未受到充分的重视，也是目前严寒地区高速铁路建设中发现的新问题, 此方面的研究成果将对冻土力学学科做出特殊贡献，对严寒地区高速铁路的建设具有重要的意义。
2014-01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。