无砟轨道对于轨下系统的变形有着极为苛刻的要求。处于东北严寒地区铺设无砟轨道的哈大客运专线路基工程,由于其对冻胀的极其敏感性,如何将其变形控制在无砟轨道允许的标准范围之内,是当前乃至哈大客专后续运营都必须面临的一个重要任务。本文依托原铁道部重点科技开发项目《哈大高铁运营连续观测技术及冻胀整治技术研究》,对影响级配碎石冻胀性的因素细粉含量、质量含水率、温度,以及水泥掺量对级配碎石的冻胀量、力学性能以及耐久性的影响进行了研究。分析细粉含量、质量含水率、温度对级配碎石冻胀性的影响规律,以及水泥掺入量对其冻胀特性、力学性能、耐久性的影响规律,提出了水泥掺入量的合理建议值。主要研究内容和试验结果如下：(1)对水泥掺入量为0,细粉含量为3%、5%、8%、12%的四组试样在不同的质量含水率的条件下进行原位冻胀试验。结果显示,细粉含量和质量含水率是影响级配碎石的冻胀量的关键因素,细粉含量和质量含水率越高,冻胀量越大；同时,随着气温降低,冻胀量也随之增加,但温度降到某个特定数值后,冻胀量不再增加。(2)对水泥掺量为5%、7%、10%,细粉含量为3%、5%、8%、12%的十二组试样在不同的质量含水率的条件下进行原位冻胀试验。结果显示,级配碎石中掺入水泥后可以大幅降低级配碎石的冻胀量。同时,随着水泥掺量的增加,其变形模量也随之变大。不同水泥掺量的组别经过50次冻融循环后,其在充满水的条件下的最大冻胀量仍能满足高速列车对轨道平顺性的要求。从经济性和工作性考虑,水泥掺量5%-7%是合适的。