现行沥青路面设计方法应用弹性层状体系理论进行分析计算,假设各层完全连续、均质、各向同性以及位移和形变是微小的。然而,在半刚性基层沥青路面结构的实际受力中,一般同时存在拉应力区与压应力区,并且水泥稳定类材料的强度、模量与实验条件、受力状态密切相关,表现出拉压模量不等的性质。无论是水泥稳定类材料的力学特性,还是半刚性基层沥青路面结构的力学响应,水泥稳定碎石基层材料都表现出拉压模量不等的特点,现有设计方法简单地采用抗压回弹模量作为沥青路面半刚性材料参数,将导致厚度设计和应力应变计算结果存在较大误差。因此,有必要开展基于双模量理论的水泥稳定碎石强度和疲劳损伤特性研究。基于弯曲梁试件拉压不同模量理论,推导了考虑拉压模量差异条件下的弯拉强度计算公式,开展了不同加载速率下水泥稳定碎石的弯曲强度试验、直接拉伸强度试验和间接拉伸强度试验,结果表明,考虑拉压差异时比不考虑拉压差异时的弯拉强度减小近20%;不同受力模式下水泥稳定碎石的强度均随着加载速率的增加而逐渐增大,且其随加载速率的变化规律可近似表示为幂函数关系;相同加载速率条件下,不同受力模式的水泥稳定碎石强度大小关系依次为弯拉强度>直拉强度>劈裂强度。推导了考虑拉压差异的弯拉试验下的拉压模量计算公式,开展了不同应力比下的四点弯曲疲劳试验,建立了水泥稳定碎石的弯拉疲劳方程,通过在梁试件上粘贴应变片的方法测试对应的拉、压应变,揭示了弯曲疲劳过程中的拉压应变增长规律及动态拉压模量衰变规律,发现弯曲梁疲劳过程中性面位置随疲劳次数增加逐渐向上移动;推导了四点弯曲矩形截面梁的疲劳损伤方程的解析解,获得了疲劳寿命的预测公式,以层底动态拉模量定义的损伤变量,建立了基于动态拉模量的水泥稳定碎石弯曲疲劳损伤模型。研究成果对解决路面材料参数的测定问题有重要意义,同时对提出考虑拉压不同模量的沥青路面设计理论及计算方法有参考价值。