近年来，由于我国交通量增长快、重车比例大，交通形势日益严峻，随着路龄的增长，部分半刚性基层沥青路面结构出现了各种病害，其中裂缝为主要的病害形式。基层病害的维修是高速公路养护维修中的难题之一。大粒径沥青混合料基层是柔性结构层，具有很强的柔性和变形能力，可以解决路面结构的抗裂性问题。当半刚性基层出现裂缝时，用大粒径沥青混合料取代已经开裂的水泥稳定碎石上基层，在带裂缝的半刚性基层与沥青面层之间设置大粒径的沥青稳定碎石中间夹层。维修后的路面为下基层带裂缝结构。随着路龄的增长，道路基层的维修量逐渐增大，大粒径沥青混合料在基层病害维修中所占的会越来越大。大粒径沥青碎石的应用为基层病害的维修提供了新的方向。本文研究内容包括四个方面：1)沥青路面裂缝病害调查及成因分析。调查裂缝病害的分布特征，分析裂缝成因及其对路面力学状态的影响；2)大粒径沥青碎石级配设计。提出基于抗剪切性能的矿料级配设计方法，以抗剪切强度及空隙率为指标，确定稳定骨架结构及细集料用量。3)大粒径沥青碎石基层路用性能试验研究。研究级配及胶结料类型对大粒径沥青混合料的抗剪性能及抗弯拉性能的影响。抗剪切性能采用单轴贯入试验方法，抗弯拉性能采用低温小梁试验。4)结合试验结果探讨大粒径沥青碎石抗裂性评价指标。基于试验研究成果，提出了以抗剪切强度及空隙率指标确定的矿料级配，以临界应变能密度评价不同胶结料类型的抗裂性；提出了应用贯入剪切强度和临界应变能密度指标综合评价材料的抗裂性能；揭示了矿料级配、胶结料类型对大粒径沥青碎石的抗裂性影响规律。研究成果可用于指导用于基层维修的大粒径沥青碎石基层的设计与施工，提高维修后沥青路面的使用寿命与路用性能，最终提高高速公路养护的经济效益与社会效益。