内蒙古作为资源输出大省,水泥混凝土道路在此有着重要意义。但内蒙古地区环境气候恶劣,冬季漫长寒冷,水泥混凝土路面面临严重的冻害侵袭。为减少路面冰冻病害、提高混凝土耐久性、延长道路使用寿命、节约路面养护维修资金,水泥混凝土路面抗冻性能研究具有非常重要的理论和现实意义。以白音华至霍林郭勒一级公路作为工程依托,首先进行了环境气候条件调查,建立了公路气象站,对太阳辐射、环境温度、湿度、风速、风向、降雨量、蒸发量、路面内部温度进行了长期观测,铺筑了气象观测试验路,分析了影响水泥路面混凝土路面材料抗冻融性能的关键因素。通过对水泥混凝土路面冻融破坏特征分析,剖析了其产生冻融破坏作用机理。通过室内模拟试验,分析了混凝土材料组成、强度等级、环境条件等对混凝土路面冻融破坏的影响,发现了冻融作用下混凝土路面性能衰减规律。最后提出了优化材料组成设计、添加引气剂、加强施工控制等预防水泥混凝土抗冻性的技术措施。研究结果表明混凝土材料组成对抗冻性能影响比较明显,合适的水泥品种可以提高混凝土的抗冻性;吸水率低、力学性能好的集料有助于提高混凝土的抗冻性;CNF-3引气缓凝高效减水剂,有效改善硬化混凝土的气孔结构和分布,从而使抗冻融性能得到了大幅的提高,增强混凝土的耐久性能。集料配合比和施工质量可显著影响水泥混凝土的抗冻耐久性。因此,为提高水泥混凝土抗冻性能需要严格控制混凝土材料组成、水灰比、含气量、饱水状态等因素。