基床是路基结构物中最直接、最主要的承受荷载部位,其主要作用是承受行车轨道铺设过程中所产生的静荷载和列车运行所产生的长期循环荷载;除此之外,路基基床还受到自然环境的影响（如雨水、表面水等）。其中基床表层是路基结构中承受列车动力荷载和环境影响最大的区域,所以,对基床表层填料的性质、压实质量等提出了很高的要求。级配碎石作为路基基床表层一种普遍使用的粗粒土填料,研究其力学特性对基床结构工程设计提供了有益参考,并进一步丰富了对级配碎石填料的工程特性认识。通过对级配碎石进行室内静动三轴试验,研究了细粒含量和含水状态对强度特性、变形特性等方面的影响。基于试验数据的分析,主要研究工作和结论如下:（1）考虑粗粒土中细粒含量与土体结构的关系和工程规范对基床表层级配碎石的细粒含量要求,设计了4种细粒含量的级配碎石:0%、5%、10%和20%。对级配碎石进行了击实试验和渗透试验,分析了不同细粒含量下干密度-含水率关系和渗透系数变化。细粒含量的增加,击实后土体的最大干密度变化为先增加再减小,并且击实曲线形态也逐渐呈现倒“S”型。渗透系数随细粒含量的增加而减小,其数量级由10^-2减小至10^-5。细粒含量的掺加,可以改善级配碎石压实效果,获得较大的干密度,但同时也降低了土体的透水性。（2）通过静三轴试验,分析了静荷载作用下级配碎石的应力应变关系,研究了细粒含量和含水状态对峰值强度、强度指标、初始弹性模量以及孔压的影响。随着细粒含量增加,土体峰值强度呈先增加再减小变化,土体在饱和后,除10%细粒含量,其余土体的峰值强度反而增加。级配碎石剪切所产生的孔压以负孔压为主,因此总应力莫尔圆右移得到有效应力莫尔圆,但所获得强度指标因负孔压变化差异而具有不同变化。最优含水率时的初始弹性模量随着细粒含量增加而增加,但在饱和后的初始弹性模量则是先减小再增加,且在10%细粒含量处达到最小值。孔压变化曲线可以分为增加、减小和稳定变化3部分;由于水比气体更难压缩,产生的孔压未得到缓冲,土体在饱和后的孔压变化更大。分别对最优含水率和饱和状态下强度和孔压进行比较,探讨了孔压对强度的影响,发现级配碎石在饱和后的强度是由水对土体结构软化和负孔压导致有效应力增加两种因素共同决定。（3）通过动三轴试验,研究了细粒含量和含水状态对累积塑性变形以及动孔压的影响。最优含水率下,级配碎石累积塑性变形曲线会经过变形稳定、衰减和快速破坏的过程,且塑性变形随着动应力增加而增加。饱和状态下,5%和10%细粒含量累积变形并未出现快速破坏状态,并且部分累积塑性变形曲线中随着动应力增加,其塑性变形反而减小。0%细粒含量在最优含水率和饱和状态下,在快速破坏前的累积塑性变形均趋于稳定,承受的动应力也比较高,其动力稳定性较好。采用Barksdale模型对累积塑性变形曲线进行拟合获得拟合参数a和b,进一步发现a和b两者具有较好的线性关系。较大动应力所对应的动孔压曲线会出现阶梯式下降的变化规律,这种现象随着动应力和振动次数的增加而越来越明显。在饱和状态下,具有细粒的级配碎石动孔压随动应力的增加,呈现出先增加再减小的变化,并且随着细粒含量增加,动孔压达到峰值点时的大小更接近围压。通过探讨孔压对累积塑性变形的影响,发现动应力增量与对应动孔压的差值相差不大时,有效围压的增加可以增强土体抗变形能力。根据级配碎石的力学表现,探讨了不同细粒含量在路基基床表层填筑中的适用性。