季冻区的路基处理问题是我国东北地区道路工程建设中面临的技术性难题,探索一种经济、环保的路基改良技术是目前亟待解决的问题。据国内外相关报道,木质素可用于路基的土体改良,具有良好的水稳性和抗侵蚀性。而且木质素在我国的产量也是非常巨大的,与此同时这些木质素并没有得到很好的利用,往往被当作废料而遗弃。本文以吉林省交通运输科技项目(2018ZDGC-14)为依托,以木质素改良季冻区路基土为研究对象,通过众多室内试验对该种改良方法进行系统的研究,为该方法在季冻区的推广应用提供科学依据。其主要研究内容和成果如下所示:1、随着木质素的掺入,改良土的最优含水率不断减小。木质素改良土重型击实的最佳含水率曲线与石灰、水泥改良土曲线的趋势不同。木质素改良土的轻型击实曲线和重型击实击实曲线中只有3%和6%掺量的曲线位于素土击实曲线之上,而且两者的击实曲线均有向左移动的趋势。2、木质素掺入粉土质砂土中后,土体的碱性迅速提高,改良土的PH值随着木质素掺量的增加先升后降。同一养护期内3%~6%木质素掺量改良土的PH值相对较高,9%~15%掺量下的PH值基本相同。各个掺量的木质素改良土的PH值均随着养护龄期的增加而增加。同等试验环境条件下,5%石灰改良土的PH值为11.73,而木质素改良土的PH值仅为10.14。3、在同一养护时间内,木质素改良土的线性冻胀率会随着木质素掺量和冻融循环次数的增加而提高;木质素改良土的线性冻胀率会随着养护龄期的增长而降低。各掺量改良土的冻胀率与冻融循环次数进行非线性拟合时的相关系数均较低,拟合效果不佳。4、木质素改良土的粘聚力和抗剪强度随着冻融循环次数的增加而下降,内摩擦角却呈上升趋势。木质素的掺入增加了土体的抗冻性,但是随着木质素掺量的增加,抗冻性却出现下降的趋势。在经历15个冻融循环周期后,木质素改良土的抗剪强度和粘聚力曲线逐渐趋向于稳定。对比各养生期的抗剪强度数据发现,短期养生对木质素改良土的影响不大。根据抗剪强度结果、线性冻胀率和经济因素的影响,提出了木质素改良粉土质砂的最佳养护龄期为60天,木质素最佳掺量范围为3%~6%。5、改良土的CBR值随着木质素掺量的增大而增大,CBR试件的吸水量随木质素掺量的增加而降低,而且还发现CBR值的冻融衰减率随掺量的增大呈下降趋势。9%、12%和15%木质素改良土的CBR试件有较好的水稳性和抗侵蚀性能,并以此解释了CBR试件吸水量减小和冻融衰减率低的原因。6、X射线衍射和能谱仪分析结果显示,木质素改良土中并未产生新的矿物成分和新元素。本文还通过扫描电镜试验定量和定性分析了木质素改良土的微观结构变化情况。木质素改良土的加入使得土体内部孔隙变小,微观结构变得更为稳定。最后基于灰色关联法评价了经历15次冻融循环后,改良土的粘聚力、内摩擦角和抗剪强度与孔隙微观结构参数的关联性。