2020年是世界上第一條嚴寒季凍區第一條高速鐵路——哈大高速鐵路開通運營第8年（鼕季時速200千米，夏季時速300千米），本書介紹了我國季凍區高速鐵路路基和無砟軌道的溫度效應及其控制，以及高速鐵路無砟軌道平穩性保持技術。理論性強、工程應用性好，在“一帶一路”沿線及高緯度地區高速鐵路基礎建設有力支撐。

●第1章緒論1
1.1我國季凍區分布及氣候特征1
1.1.1我國季節凍土的分布1
1.1.2我國季凍區氣候特征3
1.2國內外季凍區高速鐵路5
1.2.1國外季凍區高速鐵路5
1.2.2國內季凍區高速鐵路10
1.3高速鐵路無砟軌道的應用12
1.3.1無砟軌道結構分類12
1.3.2國外高速鐵路無砟軌道12
1.3.3國內高速鐵路無砟軌道17
1.4高速鐵路無砟軌道平穩性概念20
1.4.1軌道平穩性定義20
1.4.2高速鐵路無砟軌道的平順性21
1.4.3高速鐵路無砟軌道的穩定性27
1.5高速鐵路無砟軌道平穩性控制關鍵技術問題29
1.5.1路基溫度效應控制關鍵技術問題29
1.5.2無砟軌道溫度效應控制關鍵技術問題31
參考文獻35
第2章季凍區高速鐵路路基溫度變形特征及機理36
2.1工程概況36
2.1.1地質與氣候特點36
2.1.2路基結構形式38
2.1.3路基凍脹的監測38
2.2路基溫度場特征40
2.2.1氣溫變化規律40
2.2.2地溫變化特征42
2.3路基溫度變形規律44
2.3.1溫度變形經時特征44
2.3.2溫度變形的空間分布特征46
2.4路基凍結深度變化特征50
2.4.1凍結深度經時特征50
2.4.2凍結深度的空間分布特征51
2.5高速鐵路路基凍脹機理53
2.5.1土體凍脹經典理論與模型54
2.5.2粗粒土凍脹研究現狀61
2.5.3高速鐵路路基填料凍脹的微觀結構特征70
2.5.4高速鐵路路基填料凍脹機理分析84
參考文獻96
第3章季凍區高速鐵路路基凍脹效應及其控制100
3.1無砟軌道路基凍脹變形傳遞模型100
3.2路基凍脹變形對無砟軌道的影響102
3.2.1CRTS Ⅰ型板式無砟軌道受力特征102
3.2.2CRTS Ⅲ型板式無砟軌道受力特征108
3.2.3雙塊式無砟軌道受力特征114
3.3季凍區無砟軌道平穩性控制技術117
3.3.1路基凍脹變形影響的一般規律117
3.3.2路基凍脹效應控制技術路線118
3.4高速鐵路路基凍脹控制技術122
3.4.1透水型路基基床級配碎石122
3.4.2防水型路基防凍脹結構127
3.4.3混凝土基床結構134
3.5防凍脹路基結構的現場試驗136
3.5.1哈齊高速鐵路試驗段136
3.5.2透水型級配碎石的制備及施工138
3.5.3瀝青混凝土封閉層施工工藝138
3.5.4現場試驗結果及分析146
參考文獻149
第4章季凍區高速鐵路無砟軌道溫度場特征150
4.1國內外混凝土結構溫度場研究現狀150
4.1.1國外研究現狀151
4.1.2國內研究現狀154
4.2無砟軌道溫度場研究方法160
4.2.1現場測試方法160
4.2.2仿真計算方法166
4.3無砟軌道溫度場監測結果及分析170
4.3.1無砟軌道整體溫度171
4.3.2無砟軌道溫度梯度178
4.4無砟軌道溫度場計算結果及分析180
4.4.1無砟軌道整體溫度場180
4.4.2無砟軌道溫度梯度182
4.5季凍區無砟軌道溫度場特征值184
參考文獻185
第5章季凍區高速鐵路無砟軌道溫度效應及其控制187
5.1無砟軌道溫度效應計算方法187
5.1.1溫度效應計算模型187
5.1.2溫度變形和應力計算方法189
5.2CRTS Ⅰ型板式無砟軌道溫度效應191
5.2.1軌道板翹曲變形191
5.2.2軌道板翹曲應力195
5.2.3鋼軌溫度效應199
5.2.4季凍區CRTS Ⅰ型板式無砟軌道適應性205
5.3CRTS Ⅲ型板式無砟軌道溫度效應206
5.3.1軌道板翹曲變形206
5.3.2軌道板翹曲應力209
5.3.3鋼軌溫度效應214
5.3.4季凍區CRTS Ⅲ型板式無砟軌道適應性219
5.4季凍區無砟軌道溫度效應的控制219
5.4式無砟軌道219
5.4.2底座板合理長度222
5.4.3預應力軌道板223
5.4.4隔離層合理剛度226
參考文獻229
第6章季凍區高速鐵路無砟軌道平穩性保持技術231
6.1季凍區無砟軌道平順性保持技術231
6.1.1軌道不平順特征231
6.1.2軌道不平順檢測技術237
6.1.3軌道適度平順性維護技術252
6.2無砟軌道離縫效應及控制技術255
6.2.1離縫效應試驗結果及分析255
6.2.2試驗工況的離縫效應計算結果及分析262
6.2.3離縫檢測技術269
6.3季凍區無砟軌道材料劣化及控制技術279
6.3.1混凝土凍融破壞機理280
6.3.2混凝土凍融破壞的影響因素281
6.3.3混凝土抗凍性指標283
6.3.4板下充填層抗凍技術285
參考文獻291

本書將季凍區高速鐵路無砟軌道平穩性控制問題凝練為路基溫度效應和無砟軌道溫度效應影響問題及平穩性保持問題，繫統闡述了作者及其研究團隊近期新研究成果。全書共6章：第1章介紹了季凍區高速鐵路及無砟軌道發展概況，闡明了高速鐵路無砟軌道平穩性概念和內涵；第2章探明了高速鐵路路基基床表層凍脹作為凍脹變形源的一般規律，試驗發現了基床表層粗粒土填料中細顆粒呈簇團分布且是主要持水結構的特征，揭示了細顆粒簇團凍結膨脹推動路基上拱變形的凍脹機理；第3章解析了路基凍脹變形與無砟軌道平穩性的映射關繫，提出了基於細顆粒簇團率控制的的凍脹效應控制技術路線，揭示了透水型和防水型路基結構防凍脹機理；第4章闡述了季凍區無砟道床夏季日溫差及正負溫度梯度優選的基本特征，提出了季凍區整體溫度和溫度梯度等溫度場特征值建議值；第5章探板式無砟軌道溫度翹曲變形與溫度梯度線性正相關關繫以及離縫傷損規律，提出了軌道板容許拉應力對應的等

趙國堂 著