目前,国内逐渐尝试用级配碎石作为路面结构的基层,但是级配碎石缓冲变形能力尚不清晰。本文针对级配碎石层冻胀和不均匀沉降两类典型病害,研究级配碎石的基本物理力学性质及其对休止角、California Bearing Ratio（CBR）、级配碎石缓冲冻胀和不均匀沉降的影响规律,建立碎石颗粒的基本性质与休止角、CBR、缓冲变形能力的关系。最终通过碎石的休止角和CBR综合评估其缓冲变形的能力。首先,开展级配碎石休止角试验测试级配碎石静摩擦系数,并研究了粒径、级配和压实度对级配碎石静摩擦系数的影响规律。其次,利用三维离散元计算软件确定适宜的碎石颗粒滚动摩擦系数。再次,在EDEM中开展级配碎石CBR数值模拟并分析摩擦系数、粒径、级配、压实度等因素对级配碎石CBR的影响。最后,结合休止角和CBR试验和数值模拟研究结果,针对级配碎石冻胀和沉降两种病害,设计级配碎石基层缓冲差异变形空间效应试验,开发空间效应测量装置,设计碎石和空间变形装置的变量,研究病害发生时碎石表面位移扰动区域和抵抗变形能力的变化,并研究试验材料参数和模具等因素对级配碎石缓冲变形的影响。分析试验和模拟结果得知,休止角、CBR与摩擦系数、压实度均呈正比例关系;级配设计合理,比如骨架嵌挤结构,碎石骨架的支撑能力比较强,休止角、CBR的实测和模拟结果将越大;在适宜的含水率下级配碎石休止角和CBR大于其他含水率。级配碎石基层底部变形区域大,级配碎石需要更大的缓冲区域和深度缓冲变形;级配碎石底部变形越尖锐,缓冲冻胀变形效果越明显。适宜的含水率、压实度以及密实且骨架稳定的级配可以提高级配碎石缓冲变形能力,当级配碎石休止角测试结果大时,CBR的计算结果也会偏大,级配碎石通过“释放”压实度或者破坏碎石骨架结构实现缓冲变形;当休止角试验结果偏小时,CBR的计算结果也不会很理想,此时级配碎石主要通过“流动性”实现缓冲变形。本研究通过研究级配碎石的休止角、CBR、缓冲变形能力,为设计缓冲变形能力强的级配碎石基层提供了理论依据和实践指导。