水泥稳定碎石半刚性基层材料广泛应用于我国的道路基层建设,具有早期强度高、水稳定性和抗冻性能好等特点。然而随着公路施工工艺的发展,传统的室内重型击实试验与静压成型试验方法已经无法指导水泥稳定碎石混合料设计与工程应用,越来越多的学者开始致力于水泥稳定碎石混合料振动试验方法研究,并积累了大量的成果和工程实践经验。本文依托吉林省交通运输科技项目,开展水泥稳定碎石的振动法研究应用,对提高道路基层承载能力,减少路面收缩开裂病害,推广振动试验方法具有重要意义。另一方面,无论是传统室内试验方法还是振动法,均是通过观察试件的宏观性能试验来指导混合料设计和实际应用,随着X-Ray CT和数字图像处理技术在道路工程中的不断渗透与应用,挖掘混合料的细观结构信息,探究细观结构与宏观性能之间联系成为研究的热点和难点。本文针对以上两个问题,分别开展了水泥稳定碎石混合料室内振动试验方法的研究,并通过工业CT扫描和数字图像处理技术探究了不同成型方法下混合料的细观结构的差异。主要研究内容及成果如下:首先,分析水泥稳定碎石基层材料的压实机理与现场压实特性,确定室内振动试验方法及振动参数;基于逐级填充理论和I法,确定了具有优良嵌挤结构的骨架密实级配;对比分析混合料振动击实与重型击实试验的操作不同与结果差异。同时研究振动成型与静压成型下水泥稳定碎石混合料力学强度增长规律与影响因素,研究并分析了振动成型混合料在不同冻融循环次数下的力学性能衰减规律,对混合料的抗冻性能作出评价。其次,采用X-Ray CT对振动试件、静压试件和路面芯样进行扫描,结合数字图像处理技术对扫描图像进行处理分析,获取混合料三维空隙率,分析和描述混合料内部空隙分布特征和粗集料的骨架特征。结果表明振动试件的空隙分布特征与路面芯样更为接近,且比较均匀,静压试件均匀程度最差;随着振动时间增长,混合料内部粗集料接触程度提高,粗集料长轴倾角有向小偏角变化趋势,整体排布趋于均匀。最后,通过试验路的铺筑,研究振动法指导的水泥稳定碎石基层施工关键环节及控制,并进行相关检测。结果表明:以振动击实试验结果计算基层压实度更为合理,同等条件下振动试件与路面芯样的抗压强度、劈裂强度指标接近,均大于静压试件强度,验证了振动试验方法模拟现场基层材料实际力学性能的可靠性与准确性。