针对我国高速公路半刚性基层路面引发的反射裂缝、冲刷、唧浆等病害,论文通过应用级配碎石基层以减缓或消除这些病害。纵观国内外级配设计方法,贝雷法既考虑了集料体积特性,又具有级配评价指标,在骨架密实型混合料设计上具有优势,因此本文引进美国贝雷法矿料级配设计理论和检验手段,对设计级配进行合理性检验。本文在规范范围内选取12个级配,贝雷法级配评价结果表明,综合运用贝雷法三参数和设计密度K值能对混合料级配的粗、细类型和骨架嵌挤状况做出正确的评价。CA值和CBR的相关系数为0.7028,K值和CBR的相关系数为0.8178,用CBR、CA和K值这三项指标评价级配碎石性能是可行的。论文提出级配的CA值在0.65左右的混合料有较好的稳定性,建议K值在92.99~104.58之间。选用其中3个级配,采用振动压实和重型击实的方式成型试件。对比不同成型方式下的最大干密度、级配衰减情况、CBR和回弹模量,结果表明采用振动成型设计方法与现场施工的方式相近,与重型击实方法相比,级配衰减小、最佳含水量降低4.08%～9.43%、最大干密度提高7.42%~8.94%,CBR提高52.6%~93.9%。本文使用了一种级配碎石的车辙试验方法,该方法模拟了级配碎石基层在行车荷载作用下内应力的动态变化以及这种变化引起的级配碎石粒料间嵌挤和滑移状态改变,能有效地评价级配碎石的抗松散和抗变形性能。对级配碎石的施工及质量控制做了系统分析,提出了施工质量验收指标。并在水界高速公路上做了试验段,试验段观测结果显示,振动成型级配碎石的压实度和强度能达到设计要求,这种级配碎石基层更加密实,强度更高。