随着我国高速铁路建设的快速发展,寒区高速铁路的建设里程日益增多,但寒区高铁路基冻胀融沉问题严重影响行车安全,基床表层强度、刚度不匹配影响行车舒适性。针对这一问题,本文以路基基床表层水泥稳定碎石填料为研究对象,通过室内试验分别从颗粒级配、水泥掺量以及乳化沥青掺量等因素对无侧限抗压强度、抗折强度、干缩性能以及冻融循环后的性能等方面的影响展开研究,综合分析后提出合理的寒区高铁路基基床表层填料配比。主要研究结果如下:(1)通过试验研究了不同试样尺寸和养护龄期条件下,细颗粒含量对无侧限抗压强度的影响规律。发现水泥稳定碎石中的细粒含量对无侧限抗压强度的影响较小。为了提高基床表层的渗透性,采用去除0.25 mm以下粒径的开级配水泥稳定碎石是可行的。(2)自主设计大于规范要求的粗粒土无侧限抗压强度试模尺寸,试模筒壁由两部分组成,可拆卸的结构有利于试样脱模,且大尺寸试模能更好的反映粗粒土的无侧限抗压强度。(3)基于去除0.25 mm以下粒径的颗粒级配,掺加水泥可以提高试样无侧限抗压强度、抗折强度和抗冻性,但同时也加大了干缩量。加入乳化沥青可以有效减少干缩量,提高柔度,加大抗变形能力,而且抗冻性也再次提高。在满足强度和干缩的条件下,宜采用去除0.25 mm以下的细颗粒,掺5%水泥和2%乳化沥青的乳化沥青水泥稳定碎石。(4)乳化沥青材料强度形成较慢,但随着养护龄期的增加乳化沥青水泥稳定碎石的强度得到了明显的提高,抗冻性能也超过了单纯的水泥稳定碎石材料。