季冻区道路扩建改变了原有路基的温、湿度分布,且由于新旧路基土质的差异,路基在冻结作用下会产生不均匀的差异冻胀,从而引起路面的纵向开裂和冻鼓病害,影响路面的耐久性与行车安全。国内外学者针对路基冻胀的数值模型、冻胀预估和道路允许冻胀量方面积累了一些研究成果,但在扩建路基差异冻胀机理和控制标准方面尚未涉及。因此,本文以珲乌高速公路长春龙嘉机场至吉林段扩建工程为依托,采用现场监测、室内试验、理论分析和数值模拟相结合的技术手段,研究了季冻区扩建高速公路差异冻胀变形机理与控制标准。主要研究内容及获取的成果如下:为研究拓宽路基冻融作用下的水温分布规律,基于现场实测数据分析结果建立了季冻区拓宽路基水-热耦合数值模型。针对长吉高速两种典型路基断面进行连续六个月的温、湿度及变形监测。分析发现,路基顶面以下三米深度范围内的土体温度受外界气温变化影响较为显著。此外,新旧路基的冻胀变形均在二月底达到最大值,水分越大的路基冻结速度越快,产生的冻胀量也越大。根据水-热耦合模型计算结果表明,路基加宽后第一年,温湿度场会出现明显的重分布现象,并在第四年达到平衡。针对拓宽路基冻结作用下的差异冻胀变形计算,基于能量守恒定律、质量守恒定律、傅里叶方程、达西方程及弹性力学理论,建立并验证了拓宽路基水-热-力三场耦合数值模型。在计算原位水分冻结成冰的过程中,需要考虑路基回弹模量与负温和未冻水含量之间的关系。根据计算结果显示,两种典型路基断面的差异冻胀变形特征具有一定的相似性。此外,由于温湿度场的重分布作用,路基顶面冻胀变形在路基加宽后第二年会出现明显下降。为获取合理预估差异冻胀的计算方法,通过对路基冻胀变形的拟合及参数分析,提出了针对长吉高速低填与浅挖典型路基断面的差异冻胀变形预估公式。进而,建立了基于拓宽路基差异冻胀变形下的路面内力响应模型。经计算发现,扩建路基路表最易开裂位置往往发生在老路靠近新旧路基结合部附近。通过对两种典型路基断面的路面应力计算,提出以路面最易开裂位置下的路基冻胀量作为控制指标,进而确定长吉高速拓宽路基差异冻胀的控制标准。在施工过程中,可通过铺设土工格栅、保温板、在路基填料中掺入复合改良剂等措施来降低路面最不利位置下的路基冻胀量,从而提高拓宽路基的抗冻性。