季节性冻土区,在冬冻春融的反复循环作用下,压实路基土的宏观力学行为随着冻融次数的增加将发生不同程度的变化,这种路基性能的改变常常使道路结构发生严重病害。探究多次冻融作用对压实路基土物理、力学特性的作用机理,能够为工程技术人员预防或治理道路病害提供可靠的理论依据和重要的参考资料。由于压实路基土宏观力学行为变化的本质是路基土微观结构改变,所以探讨路基土微观结构与宏观力学特性的关系成为了广大科研人员亟待解决的课题。为了分析压实路基土宏观力学行为与微观结构特征在经历多次冻融作用后的相互关系,选取了三种不同塑性指数,在经历冻融作用后,通过静三轴试验得到土样的宏观力学行为变化规律;采用扫描电镜技术,获取与静三轴试验同条件压实土试样的微观结构参数变化规律;总结了压实路基土宏观力学行为及微观结构特征随冻融作用次数的变化规律,并通过数学技术手段寻求二者之间的相互关系。得到了微观结构变化对压实路基土宏观力学特性的影响机理,从而揭示了季节性冻土区路基病害发生的原因,控制了路基工程的质量,减少了病害发生,提供了可靠的基础资料和理论依据。具体的研究结果表明:在冻融作用后,粉土质砂和粉土的各宏观力学性质(粘聚力、内摩擦角、抗剪强度和静弹性模量)均下降,黏土的粘聚力和静弹性模量下降,内摩擦角和抗剪强度增大;随着含水率的增加,土样的各宏观力学性质(粘聚力、内摩擦角、抗剪强度和静弹性模量)均下降。随着塑性指数的增大,土样的粘聚力、抗剪强度和静弹性模量下降,而内摩擦角则有所增大。粉土质砂的大、中空隙较多,使得土颗粒的粘聚力较低;冻融循环使粉土质砂的团聚性增强,粉土和黏土颗粒的分裂性增强;土颗粒的团聚性随着塑性指数增大逐渐减弱,分裂性随着塑性指数增大逐渐增强。随着塑性指数的增加,三种土样孔隙平均孔径和孔径分维的大小的波动程度越来越小;对于粉土和黏土,冻融作用和含水率对土样的孔隙影响较小;冻融作用和不同含水率的典型压实路基土颗粒丰度没有太明显的规律,但是总体上向圆状发展;三种土样的表面起伏程度都不大,黏土的表面起伏程度受冻融影响较大。三种土样的颗粒定向性均较差。并且颗粒的定向性与含水率相关程度不大。路基土微观结构参数中,与各宏观力学性质(粘聚力、内摩擦角、抗剪强度和静弹性模量)相关的微观结构参数为平均粒径、平均孔径、平均丰度、表面起伏分维。