【目的】季节冻土区公路路基因季节性温度变化使路基中的水分向上迁移，导致水分在封闭覆盖层下聚集产生覆盖效应，进而引起路基冻胀、融沉、路面开裂、道路翻浆等工程病害。为了有效抑制封闭覆盖层下覆盖效应的产生，以季节冻土区气候特征为背景，开展了室内一维土柱试验。【方法】通过设计两组冻融循环条件下的室内路基模型试验，探究有、无毛细阻滞层季节冻土区路基内部的水热变化规律，验证毛细阻滞层对季节冻土区公路路基覆盖效应的防治效果。【结果】在季节性温变导致的冻融循环条件下，传统路基浅层2.5、5.0 cm深度范围内的土体含水率随冻融循环次数的增加而不断增大，最大液态水含量增加量达5.8个百分点，覆盖效应明显；毛细阻滞层路基在浅层2.5 cm深度处的土体含水率随冻融循环次数的增加水分累积量仅为1.8个百分点，且经历3个循环后其他深度的最大液态水含量与含水率累积量均略有减小，整体含水率远小于无毛细阻滞层路基的。【结论】毛细阻滞层的设置能够明显抑制覆盖层下浅层土体含水率的增加和累积，且对维持季节冻土区路基土体水分场稳定具有重要作用。

季节冻土区的覆盖效应会导致路基内部发生水分迁移从而引起路面产生冻胀开裂及融沉塌陷等病害。采用非饱和土体水汽热耦合模型，重现了粉质黏土路基覆盖效应的形成过程，模拟了砂土换填法处理季节冻土区路基覆盖效应的效果。研究结果表明：(1)对于未换填的粉质黏土路基填料，覆盖效应作用下液态水和水汽在冬春季节向路基表层迁移，夏秋季节向路基内部迁移，水分在路基表层近1 m的范围内聚集，含水率的最大增加量达18%;(2)换填后的砂土路基相比于未换填的粉质黏土路基其冻结深度更深，液态水和水汽迁移通量减小。换填后的路基在覆盖效应作用下水分迁移量在换填深度内减少，含水率的累积变化值比未换填的路基小26%。因此，将路基一定深度范围内的粉质黏土填料换填为砂土填料可以防治由于覆盖效应所引起的表层含水率的增加。

寒旱区封闭结构层工程构筑物在大温差作用下，水分在不透水面层底部聚集形成覆盖效应后加剧路基冻胀、融沉病害，但对长期时变环境作用下覆盖效应引起的路基内部水分累积过程、液态水与水汽输运规律，以及其与路基变形的关系尚不清楚。首先通过室内试验，验证了时变环境下季节冻土覆盖效应确实存在；然后基于非饱和土冻融过程中的液态水与水汽运移、相变过程和能量传递过程，建立了水汽热耦合分析理论模型；最后将验证后的模型应用于寒旱区某高等级公路宽幅路基，并对其内部水热输运进行了分析。结果表明：(1)室内冻融循环作用下，粉质黏土在冻深范围内含水率会随冻融循环次数的增加而增大，含水量的迁移量达6%;(2)季节温度变化导致水分向路基面层底部3 m范围内聚集，最大累积量达12%;(3)冻结期路基内部液态水和气态水向上迁移，导致路基上部的含水率增大，融化期则相反；(4)季节温度变化下，12月至次年的3月在路基上部1.5 m范围聚集的水分冻结成冰，最大冰含量可达16%,极易诱发路基冻胀破坏。

季节冻土区高速公路路面的大面积覆盖层使得路基填料内部水分在外界温度梯度和路面隔水作用下向上迁移并累积,加剧了路基的冻胀和融沉危害.通过室内试验,重现了季节冻土地区路基覆盖效应形成过程,建立非饱和土的"水-汽-热"模型,仿真分析中国兰州某地区不同路基填料覆盖效应形成过程和差异.结果表明,季节温度作用下土体水分向不透水层底部聚集,且聚集现象随着冻融循环次数的增加而加剧;当路基填料分别为砂土、粉土和粉质黏土时,由于填料导热性能和持水性能的差异,最大冻结深度分别为1.21、0.97和0.89 m;不同覆盖层下的水分运移均以水汽为主,以粉土作为填料时的水汽迁移现象最明显,砂土、粉质黏土和粉土填料路基对应的水分迁移量分别为0.68%、2.86%和12.56%,三者水分聚集深度依次变浅.可见在已有的粉土路基工程中应重点防治水汽迁移引起的路基病害.