长期以来,我国沥青路面一直推崇“强基薄面”的理念,通过减薄面层厚度以达到降低铺建、养护成本的目的,其中最具代表性的是水泥稳定碎石半刚性基层沥青路面。然而,半刚性基层在反复荷载和温度作用下极易造成孔洞扩张、产生裂缝,从而导致面层发生裂缝损伤,路面实际使用寿命往往达不到设计年限要求,就发生不同程度的早期损害、基层裂缝等病害。面对我国半刚性基层路面被普遍应用的现实,我们有必要对基层材料进行优化研究,经过对半刚性基层早期病害的深入反思及对级配碎石基层沥青路面研究的基础上,低水泥含量级配碎石基层沥青路面这一新型路面结构形式应运而生,对于其路用性能和细观损伤特征的研究则为材料在工程中的应用提供了实验依据和技术保障。本文用宏观力学性能试验与CT扫描技术相结合的方法,研究低水泥含量级配碎石的路用性能及内部损伤与抗压强度和温度的关系。对抚顺宝上线试验路进行后期检测,所得损伤率、平整度、弯沉值进一步验证了细观损伤规律分析结果。为以后进行道路基层材料研究提供了新思路,同时也为工程实际的研究提供了有利的依据。(1)对试验路铺筑原材料进行选取,根据筛分试验进行级配确定,并确定最佳含水率和最大干密度。对低水泥含量级配碎石和普通水泥稳定碎石材料进行宏观力学试验,研究两种材料的路用性能,选出符合试验路铺筑条件的低水泥含量级配碎石最佳水泥用量为3%。(2)参照普通混凝土抗压强度试验方法测定低水泥含量级配碎石试件在-30℃至30℃的抗压强度,研究表明,随着温度的降低抗压强度减小,对温度与抗压强度进行拟合得到两者关系。同时与普通水泥稳定碎石进行抗压强度对比,得出温度对低水泥含量级配碎石材料的抗压强度影响较小。(3)利用CT扫描技术,结合-30℃至30℃温度区间的形态变化,对低水泥含量级配碎石材料和普通水泥稳定碎石材料进行CT图像定性分析。研究发现,低水泥含量级配碎石孔隙主要发生在粗骨料和细骨料的过渡层,随温度降低裂纹孔隙有减少趋势。利用图像分析软件,对低水泥含量级配碎石试件二值化图像进行损伤率定量分析,得到不同温度条件下不同代表层的损伤率,分析了影响损伤率的因素和最不利的温度阈值段为-15℃至-30℃。拟合出内部损伤与抗压强度的关系。采用格拉布斯(Grubbs)检验法去除异常值,使用方差分析法对细观孔结构进行分析,得出不同温度下不同代表层平均孔径的均值、最大值和孔隙数量,以及这三种变量与抗压强度的关系。(4)对抚顺试验路进行后期检测,通过平整度、弯沉、破损率三个路面检测指标,验证低水泥含量级配碎石基层材料的适用性,以及随温度变化各项性能指标与细观研究结论基本相符,与基本型结构对比低水泥含量级配碎石材料的抑制道路基层损伤能力显著。并通过工程造价、养护成本、社会效益三方面经济研究,得出低水泥含量级配碎石材料不仅具有优良的路用性能,在经济上与普通基层相比能够节省大量成本,具备工程推广的可行性。