严寒冻土地区,路基冻害现象普遍存在,这是寒区高速铁路设计、建设以及运营过程中亟待解决的工程难题。本文以中国铁路总公司科技研究开发计划重点项目“严寒地区路基在冻融和高速列车荷载作用下的服役性能演变规律研究(2014G003-F)”为依托,以寒区高速铁路路基的水泥稳定碎石基床为研究对象,深入分析了水泥掺量与颗粒级配对水泥稳定碎石试样的冻胀性能、强度性能、耐久性以及收缩变形的变化规律,找到较为合理的水泥稳定碎石配比。主要研究结果如下:(1)通过对水泥稳定碎石试样的冻胀融沉变形测试,得到在含水量一定时,土体颗粒级配和水泥掺量是影响冻胀率的关键因素;冻胀率随水泥掺量的增多而减小,随所去除颗粒粒径的增大而显著降低。(2)水泥稳定碎石所去除的颗粒粒径越大,其渗透性能越好,但同时降低了自身强度;结合水泥稳定碎石试样的冻胀率、渗透系数以及无侧限抗压强度,筛选出满足要求的水泥稳定碎石有:细颗粒含量不超过3%同时掺入3%水泥的级配碎石以及去除0.5mm以下颗粒粒径掺3%~5%水泥的级配碎石。(3)对筛选出的不同配比的水泥稳定碎石进行耐久性能研究发现,细粒土的存在能够很好的保持试样的水稳定性;当水泥掺量介于3%~5%时,去除0.5以下颗粒粒径的试样水稳性能同样较好;此外,随着冻融循环次数的影响,试样冻后强度发生不同程度的衰减,其中掺3%水泥去除0.5mm以下颗粒粒径和细颗粒土不超过3%同时掺入3%水泥这两种试样中的抗冻性能相对较好。(4)借鉴公路方面的经验,对筛选出的不同水泥稳定碎石试样的收缩变形性能进行试验得出,处于风干状态下的水泥稳定碎石,温缩系数最大(最不利)出现在温度区间10℃~-10℃;干缩系数随试样暴露时间的增长而迅速增大,并在11 d后趋于稳定;当在相同颗粒级配条件下,水泥掺量越多,干缩系数越大。(5)综合考虑认为对于非渗透型路基基床,细颗粒土含量不超过3%同时掺3%水泥的级配碎石能够满足要求;对于渗透型路基基床,则选择去除0.5mm以下颗粒粒径同时掺入3%水泥的级配碎石更为合理。