在寒区道路和桥梁等交通基础设施工程中,混凝土材料服役性能劣化已成为影响其抗冻性能和抗疲劳性能的重要问题,故开展碱激发矿渣混凝土冻融循环和弯曲疲劳荷载双重因素作用的试验研究,为碱激发矿渣混凝土抗冻性能和抗疲劳性能设计及有损结构定性安全评估与决策提供依据。作为环保和工业固废资源化利用的新型绿色建筑材料,碱激发胶凝材料性能是当今建筑材料研究的热点课题之一。针对碱激发胶凝材料凝结时间短、收缩率偏大和制备过程中碱腐蚀性伤害等缺陷严重限制了实际工程中应用,提出采用NaAlO2和Na2SiO3为复合固体碱激发剂对碱激发胶凝材料凝结时间、收缩性能和抗压强度开展性能改善研究,对促进碱激发矿渣混凝土在寒区交通工程中的应用和推广具有重要意义。为此本文主要开展如下研究工作:（1）开展NaAlO2/Na2SiO3质量比和Na2O含量对碱激发矿渣净浆凝结时间、流动度、干燥收缩、自收缩和抗压强度影响试验研究,发现采用NaAlO2和Na2SiO3为复合固体碱激发剂可有效延长矿渣净浆凝结时间、抑制收缩和提高抗压强度。碱激发矿渣净浆NaAlO2/Na2SiO3质量比为100/0试件初凝时间和终凝时间分别是质量比为0/100试件的8倍和6倍。NaAlO2/Na2SiO3质量比为80/20试件7d时干燥收缩率和自收缩率分别是质量比为0/100试件的0.54和0.73倍。NaAlO2/Na2SiO3质量比为20/80试件3d、7d和 28d 抗压强度分别达到 46.6MPa、63.7MPa 和 77.3MPa。结合 XRD、FT-IR、SEM-EDS和BET微观分析技术,探讨NaAlO2-Na2SiO3激发矿渣净浆反应机理。研究结果表明,碱激发反应早期活性Al3+离子包裹在矿渣颗粒表面是延缓凝结时间的主要原因,生成的四方钠沸石可有效抑制碱激发矿渣胶凝材料收缩,碱激发反应后期活性A13+离子易取代[SiO4]4+四面体中Si4+离子,生成更高交联度的凝胶结构,提高胶凝材料力学性能。（2）以普通水泥混凝土为对照组,对胶凝材料含量和水灰比为变化参数的碱激发矿渣混凝土进行冻融试验研究,得到不同冻融循环次数后对质量、抗压强度和动弹性模量的影响规律。研究表明,碱激发矿渣混凝土抗冻性能明显优于普通水泥混凝土,抗压强度和动弹性模量损失率在冻融循环过程中损伤幅度明显。结合SEM-EDS和BET微观分析技术,探讨碱激发矿渣混凝土冻融损伤机理。基于损伤力学理论,建立以抗压强度和相对动弹性模量为损伤变量的碱激发矿渣混凝土冻融损伤衰减模型和累积损伤模型,并给出模型解析。（3）通过碱激发矿渣混凝土冻融循环后的弯曲疲劳试验研究,得到冻融循环次数、冻融介质和应力水平对碱激发矿渣混凝土弯曲疲劳寿命的影响。研究结果表明,碱激发矿渣混凝土冻融介质及冻融循环次数均为弯曲疲劳寿命的重要影响因素,应力水平与弯曲疲劳寿命呈正相关性趋势。应用概率极限方法验证了碱激发矿渣混凝土弯曲疲劳寿命可较好地服从两参数Weibull概率分布和三参数Weibull概率分布,结合K-S检验,发现三参数Weibull概率分布更适合描述碱激发矿渣混凝土弯曲疲劳寿命分布规律,并建立碱激发矿渣混凝土平均弯曲疲劳寿命S-N、两参数Weibull概率分布和三参数Weibull概率分布弯曲疲劳方程,得到碱激发矿渣混凝土两参数Weibull概率分布和三参数Weibull概率分布的失效概率弯曲疲劳方程及相应的P-S-N弯曲疲劳方程,并进行相应解析。（4）分析冻融循环次数、冻融介质和应力水平对碱激发矿渣混凝土弯曲疲劳变形的影响,建立碱激发矿渣混凝土□-N曲线和E-N曲线。研究结果表明,□-N曲线和E-N曲线不具有冻融循环次数、冻融介质和应力水平依赖关系的三阶段损伤规律特征。提出以碱激发矿渣混凝土弯曲疲劳破坏建议公式评价弯曲疲劳应变临界值和疲劳弹性模量临界值。依据断裂力学能量释放理论和连续介质损伤力学理论,探讨碱激发矿渣混凝土弯曲疲劳损伤机理。定义最大弯曲疲劳应变、最小弯曲疲劳应变和疲劳弹性模量为疲劳损伤变量,研究碱激发矿渣混凝土弯曲疲劳损伤变量演化曲线,建立碱激发矿渣混凝土弯曲疲劳损伤演化模型。提出基于弯曲疲劳残余应变为疲劳损伤变量,建立碱激发矿渣混凝土弯曲疲劳损伤演化方程,由疲劳损伤变量推导得到碱激发矿渣混凝土不同应力水平下不同加载循环比时剩余弯曲强度表达式。