张家口坝上地区位于张家口市北部,平均海拔1400米,处于季冻区,由于地理位置特殊常年温度较低。随着我国对再生能源的开发力度加大,越来越多的交通设施需要建设在该区中,其中高速公路占有一定的比例。根据我国先前在季冻区的建设经验,发现季冻区的道路由于冻害原因出现诸多问题,例如路基冻胀导致路面不平、春季融化后出现翻浆塌陷、路基内水分迁移导致不均匀沉降、多次冻融循环后路基的力学性能下降导致承载力降低等。为后期季冻区工程建设的顺利进行,本文针对冻融循环作用下路基土的力学性能、微观结构改变的方面进行研究和总结。本文主线为研究张家口地区公路路基填土在冻融循环后的静力学特性和微观结构改变,本文通以张家口境内某高速路基填土为研究对象,通过室内静三轴试验、冻融试验、电镜试验,将试验结果进行显著性分析计算出对路基土力学性能影响最大的因素组合,该组合的试件经过冻融后进行电镜试验观察其微观结构变化,根据微观结构变化解释宏观力学参数变化的原因。根据文章主线主要研究分为以下几点:(1)对试验用土进行室内物性试验,主要包括:颗粒分析试验(筛析法、密度计法)、界限含水率试验、击实试验等。根据试验结果对土进行工程分类,并根据《公路路基设计规范》和实际工程中的监测数据对试样的压实度、含水率设计做准备。(2)将设定好含水率、压实度的试件进行规定的冻融循环试验,达到设计的冻融循环次数后进行不固结不排水静三轴压缩试验,提取四因素(冻融循环次数、压实度、含水率、冻结负温)变化时试件的偏应力值、内摩擦角和粘聚力的参数变化,将试验结果进行全面分析和显著性分析,判定因素对试验结果的影响程度,确定对试验参数影响最大的组合。(3)将上述(2)中对试验结果影响最大组合制成的试件进行电镜试验,根据电镜试验结果提取试样孔隙平均周长、孔隙率、土骨架颗粒的平均粒径、土骨架颗粒的平均面积等统计结果,用微观结构的改变解释宏观参数的变化规律。