红砂岩具有易风化、遇水易崩解的特性,湖南地区夏季强降雨与干旱气候造成的周期性干湿循环作用会导致红砂岩路基土强度发生劣化,给公路结构稳定带来不利的影响。红砂岩地区为保障红砂岩填料用于路床填筑的稳定性,需要对填料进行改良处理,研究干湿循环条件下红砂岩改良土的强度变化规律。将改良后的红砂岩土用于路床填筑时,如何保证改良土填筑施工质量,研究基于便携式落锤弯沉仪（PFWD）的快速检测评价标准是路基施工质量控制的关键。鉴于以上目的,本文选取湘西怀化至芷江高速沿线红砂岩为研究对象,开展了干湿循环条件下红砂岩素土与水泥改良土的物理特性、宏观力学和微观结构试验等研究,揭示了红砂岩力学强度劣化的物理机制,获得了红砂岩土的基本物理特性指标和宏观力学强度等参数随干湿循环、压实度、含水率、水泥掺量的变化规律。随后开展了基于动应变控制的红砂岩路基强度设计,确定了重交通荷载等级下改良土路床的水泥最佳掺量。最后运用ABAQUS有限元软件模拟车轮荷载和PFWD的检测过程,得到了红砂岩路床改良土快速检测标准。具体的研究内容和研究成果概述如下:（1）红砂岩素土经受干湿循环作用影响,强度劣化特性显著。经受7次干湿循环后红砂岩素土抗压强度、回弹模量和抗剪强度均不能满足路用要求。矿物成分分析表明,红砂岩含有的长石、方解石和蒙脱石成分在干湿循环中易发生化学反应,生成可溶解矿物盐成分,导致岩土结构产生裂缝和孔隙,致使红砂岩发生崩解,强度降低。（2）研究了干湿循环条件下水泥改良土强度变化规律。结果表明:改良土无侧限抗压强度、回弹模量在干湿循环作用下先降低、后回升,并且在第7次干湿循环后趋于稳定,说明掺加水泥不仅使得红砂岩初始强度得到大幅提升,还缓解干湿循环作用引起的劣化特性。（3）模拟7次干湿循环过程,对每次增湿路径中试样进行直接剪切试验,分析含水率、压实度、正应力以及干湿循环次数对改良土剪切特性的影响:改良土的抗剪强度、粘聚力c值、内摩擦角φ值、抗剪强度损失随着含水率增大而减小,含水率越低,试样的脆性破坏特征越明显;随着干湿循环次数的增加,高含水率试件的破坏类型逐渐由脆性破坏过渡到塑性破坏;相同条件下,96%压实度试件的抗剪强度、粘聚力c值、内摩擦角φ值均高于90%压实度试件;黏聚力c随着增湿过程和干湿循环次数增加而不断减小,内摩擦角φ整体上从10%增湿到15%的阶段缓慢上升,在后续的增湿过程中骤然降低。（4）采用SEM和imagePro-plus软件进行数据采集与分析,从微观层面定性与定量地分析了干湿循环效应的劣化机制,随着干湿循环次数的增加,板状大颗粒逐渐崩解成松散破碎体,颗粒排列方式重组,孔隙率逐渐增加,大、中孔隙数量逐渐增多,而小、微孔隙数量不断减少。形态分布分形维数表现为先减小、后增加,颗粒平均圆形度逐渐增加,形状趋于圆润,土颗粒间嵌挤作用降低,导致内摩擦角降低。（5）研究了基于路基顶面动应变控制技术,进行路基强度设计。利用ABAQUS有限元软件建立公路车轮动荷载模型,得到了不同路堤模量和路床改良层填筑高度下的改良层回弹模量临界值Ed,结合改良土干湿循环条件下回弹模量变化规律,确定了重交通条件下红砂岩水泥改良土路床的水泥掺量最佳值为5%;（6）根据车轮动荷载频率创建了PFWD的有限元运行模型,计算得到了改良层回弹模量临界值Ed和填筑高度Hd对应的路基顶面PFWD检测标准E’vd,Ed和E’vd的线性回归相关性良好。最后建立了路基动态回弹模量检测标准E’vd与路堤回弹模量E0和路床设计高度Hd的多元非线性回归公式,为工程实践提供参考。