目前基层材料（包括水泥稳定碎石和级配碎石）配合比设计，采用重型击实法确定材料的最佳含水率和最大干密度，采用静压法成型的试件测定物理力学特性。然而，基层材料性能取决于材料的组成结构，而材料组成结构与碾压工艺直接相关，目前压实工艺已发展到调频调幅式的振动压路机和胶轮压路机，且压路机的吨位不断增大，根据大量室内试验研究，并结合现场压实效果分析，发现重型击实法和静压成型法都不能最大限度地模拟基层实际压实条件，致使室内试验结果与基层实际应用效果出入较大，无法有效地预测与控制现场压实质量。重型击实试验方法与静压成型试件方法已经落后于生产实际，据此设计的基层材料和路面结构失去真实性和可靠性。振动试验方法能较好地模拟实际碾压效果，揭示道路基层材料组成结构与性能之间的真实规律，准确评价材料性能，并提出基层材料配合比设计方法和力学强度控制标准，用于指导施工，从而保证工程质量，有效提高路面的路用性能。项目研究成果（1）以振动压实理论为基础，分析了室内振动压实仪的工作原理，基于现场振动压路机工作参数及碾压工况，研究了VVTM振动参数和振动时间对集料级配的影响规律，对振动参数进行优化配置，其中工作频率30Hz、激振力7.6KN、名义振幅1.2mm、上车系统质量180kg和下车系统质量120kg。并结合现场碾压特性及振动时间与压实度的关系，确定了振动时间，其中振动击实时间为100s；振动成型压实时间为80s。在此基础上，提出了振动试验方法（VTM）。（2）针对VTM，采用逐级填充试验法和理论计算法，以密度为指标对粗集料和细集料级配进行优化，以7d无侧限抗压强度（水泥稳定碎石）或CBR值和密度（级配碎石）为指标，进行混合料粗细集料比例设计，最终形成多级嵌挤骨架密实级配，进而提出了基于VTM的水泥稳定碎石和级配碎石骨架密实型级配设计方法。由此设计的水泥稳定碎石和级配碎石具有优良的力学特性。（3）针对振动试验仪的特点，设计了干缩和温缩试验方案，并以失水率、干缩应变和干缩系数为指标研究了水泥稳定碎石的干缩性能；从温度和水泥剂量两方面研究了水泥稳定碎石的温缩性能。制定了水泥稳定碎石的干缩敏感性等级评定标准，提出了水泥稳定碎石的干缩性能和温缩性能的评价指标，其中干缩性能宜采用第7d的干缩应变进行评价；温缩性能则采用40～-20℃温度区间内的最大温缩系数进行评价。（4）以劈裂疲劳试验为基础，研究了基于VTM的水泥稳定碎石的疲劳性能，应用双参数的威布尔分布，建立了振动压实的水泥稳定碎石疲劳方程，进而推导了抗拉强度结构系数计算公式。根据疲劳断裂理论，计算水泥稳定碎石的疲劳强度和绝对疲劳强度。并从微观和能量的角度探究了水泥稳定碎石的疲劳破坏机理。（5）基于沥青路面典型结构受力状态分析，确定了沥青路面水泥稳定碎石基层层底拉应力水平；根据半刚性基层的受力状态，提出了水泥稳定碎石采用无侧限抗压强度和劈裂强度双指标控制的建议；根据疲劳方程，建立了抗拉强度结构系数计算公式。以水泥稳定碎石基层层底拉应力水平和不同交通条件下的抗拉强度结构系数，制定了振动压实水泥稳定碎石劈裂强度和无侧限抗压强度控制标准。（6）将颗粒流模拟技术引入级配碎石力学特性试验研究中，通过调试微参数以模拟试验全过程的模拟试验研究，提出了一系列仿真度高的级配碎石颗粒流模拟试验方法（PSTM）。并通过室内力学特性试验和颗粒流模拟试验的对比分析，检验了级配碎石力学特性颗粒流模拟试验方法的可靠性。进而研究了影响级配碎石力学特性的因素和规律，揭示了级配碎石组成结构与力学特性的本质特征。应用颗粒流模拟试验方法验证了多级嵌挤骨架密实级配的稳定性和抗剪切变形性能。（7）以累积变形试验为基础，开展了永久变形累积规律和永久变形破坏标准研究，确定了临界破坏应力水平，结合永久变形累积破坏模拟试验研究，建立了永久变形累积破坏预测模型，进而提出了不同路面结构类型、交通等级的级配碎石抗剪强度结构系数KJ推荐值，KJ的提出为剪应力指标的建立和设计标准的制定提供了依据。（8）以控制剪切破坏为原则，以级配碎石基层力学响应、强度指标之间的关系及抗剪强度系数为基础，提出了以CBR为设计指标、RC为检验指标的级配碎石设计标准，并结合级配优化和原材料技术指标研究结论，提出了完善的级配碎石材料设计方法，从而大大增强了级配碎石基层的承载力和抗变形能力，为级配碎石推广应用提供了依据。