随着丝绸之路经济带和中巴经济走廊等国家重大发展战略的提出实施,我国在多年冻土地区规划修筑了大量的公路工程。但由于在多年冻土区修筑沥青公路时,打破了路基下原多年冻土的水热平衡,再加上黑色路面的强吸热作用,致使路基下多年冻土上限下移,路基路面沉陷变形严重。传统处治冻土路基沉陷变形主要采用热棒技术和换填技术,但这些方法存在花费高、工期长、废弃物污染环境、对交通影响大等问题。高聚物材料具有反应速度快、抗拉强度高、韧性好等优点,因此高聚物注浆技术被广泛应用于我国中部和东南部省份道路隐蔽病害的处治,并取得了良好的效果。但高聚物注浆修复技术尚未在多年冻土区推广应用,主要原因在于高聚物双组份材料在发生聚合反应时会释放出热量,而热量对冻土路基影响的规律不明晰,在交通和温度荷载耦合作用下与冻土路基相互作用的研究也尚未开展。本文基于以上背景,以高聚物注浆材料及多年冻土区冻土路基为研究对象,采用有限元方法研究分析了高聚物注浆材料反应放热对冻土路基温度场的影响以及高聚物注浆修复不同病害程度脱空冻土路基前后的力学响应规律,旨在为高聚物注浆修复技术应用于多年冻土区公路隐蔽病害的治理提供理论依据及参考。主要研究内容及成果如下:1.对目前国内外冻土路基温度场、热力耦合场、病害防治措施及高聚物材料的研究现状进行了总结分析。2.基于二维非稳态热传导理论,结合多年冻土区的气候特点,运用Abaqus有限元软件建立了高聚物注浆材料与冻土路基二维热传导数值模型,分析了不同注浆量材料聚合反应放热对冻土路基温度场的影响规律,结果表明材料反应放热会引起周围路基温度升高,且影响的范围随注浆量的增加而增大,但整体影响范围较小(20-30cm),可通过采取恰当的措施来减轻影响。3.运用Abaqus有限元软件建立了冻土路基三维数值模型,研究了温度与交通荷载耦合作用下不同程度脱空冻土路基高聚物注浆修复前后的力学响应,分析了不同温度条件和不同病害程度对路面力学性能的影响规律,评价了高聚物注浆修复不同程度脱空病害的效果。结果表明,在不同温度条件下脱空冻土路基路面Mises应力与温度呈负相关关系,竖向位移与温度呈正相关关系,高聚物注浆修复脱空冻土路基后,路面Mises应力和竖向位移均显著降低,且不同温度条件下修复效果不同。4.制作了脱空冻土路基道路模型,研究了高聚物材料聚合反应放热对冻土路基温度场的影响,检测了高聚物注浆修复脱空冻土路基前后路面的弯沉,验证了数值模拟模型的合理性及准确性。