公路路面基层是路面结构中的承重层,应具有足够的强度、水稳定性和抗裂性等路用性能。传统的路面半刚性基层往往在温度或湿度交替变化时容易产生收缩开裂,形成温缩裂缝及干缩裂缝,最终导致路面反射裂缝,造成严重的路面病害。本文试图以超大粒径破口砂砾石为粗细集料,控制低剂量水泥,并外掺适量粉煤灰及聚丙烯纤维进行混合料改性,形成具有较好抗裂性能的超大粒径嵌挤骨架密实结构水稳砂砾石新型半刚性路面基层。同时开发半刚性路面基层设计与施工的新材料。在研究半刚性基层裂缝产生机理与基层抗裂机理的基础上,通过超大粒径嵌挤结构水稳砂砾石材料室内物理特性试验、力学特性试验和混合料配比试验等,对超大粒径水稳破口砾石混合料进行了较系统的综合试验分析。采用调整与控制胶凝材料(水泥、粉煤灰)、细骨料和聚丙烯纤维的配比,分析混合料密实度、无侧限抗压强度、回弹模量与掺加不同配比粉煤灰、不同长度聚丙烯纤维、不同龄期之间的关系,以有效改善基层混合料的密实结构与抗裂性能。主要研究成果如下:(1)在超大粒径水稳砂砾石混合料配比的基础上,掺加一定量的粉煤灰和聚丙烯纤维,可使改性混合料压实后的结构更加密实,无侧限抗压强度明显提高,抗裂性能得到有效改善。(2)水泥掺量控制在3%,改性混合料中粉煤灰掺量为水泥掺量的30%时,各龄期强度增幅最大;纤维长度12mm,掺量为水泥掺量的1.33%时,各龄期强度增幅最大。(3)综合考虑最大干密度、回弹模量、抗压强度和试件破坏后裂缝特征,可以确定改性混合料粉煤灰掺量合理范围在20%~30%;聚丙烯纤维的合理掺量为1.33%左右,合理长度范围在9mm~12mm。以重点解决半刚性路面基层普遍存在的裂缝问题为研究目标,改善基层混合料密实结构与抗裂性能为研究思路,对不同配比改性混合料的最大干密度、无侧限抗压强度和回弹模量等指标进行对比分析,为超大粒径砾石材料更好地应用于道路基层提供科学依据。