神朔铁路路基长期处于季节性冻融循环和大轴重荷载作用下,导致路基产生不均匀变形,极易劣化失效,严重影响着线路的正常运营与安全。因此研究神朔铁路路基填料的冻胀特性,提出合理的冻胀防治措施,对于神朔铁路既有路基的冻害防治具有重要的工程意义。本文通过对神朔铁路河东运输段K222～K223冻害严重路段的路基填料进行常规土工试验,分析了其基本物理特性;采用无荷载、静荷载以及动荷载三种加载条件下封闭不补水的冻胀特性试验,探讨了初始含水率、压实系数、冷端温度、荷载值以及动荷载频率对冻胀特性的影响及规律;建立相应的水热耦合模型和冻胀模型,分析了神朔铁路既有路基的温度场、水分场和应力应变场的变化规律,并对比分析了隔热层的冻胀防治效果。本文的主要结论如下:(1)对于无荷载条件下的路基填料来说,当初始含水率在15%时,没有冻胀产生;当含水率分别为18%和21%时,试样冻胀率随压实系数的增加及冷端温度的降低出现较为明显的增大。(2)从无荷载条件下试样的含水量变化可知,初始含水率每增大3%,同一条件下未冻土段的最大水分迁移量增大约1%以上。(3)在静荷载和动荷载条件下,路基填料的冻结深度基本不受荷载的影响,但试样的最大冻胀量比无荷载条件下压实系数0.93、初始含水率18%、冷端温度-5℃的试样分别小3.59mm和0.98mm,说明荷载对冻胀变形具有一定的抑制作用。(4)静、动荷载条件下试样冻结试验后的含水率分布情况大体一致,未冻土段的水分明显向冻土段产生了迁移,但试样的总含水量不变。(5)在采取铺设聚苯乙烯保温材料的保温措施后,神朔铁路既有路基道床及其以下的路基温度场有明显的改善,0℃等温线深度最大能减小0.08m,冻胀变形量也会减小22.3mm。综合比较得出,在除轨枕宽度范围外的道床表面、道床边坡和坡脚以外1m铺设1Ocm厚聚苯乙烯保温层的冻胀防治效果最好。