针对半刚性基层沥青路面存在的裂缝,可以通过对半刚性基层材料的合理组成设计解决,如调整结合料用量和比例,增加粗骨料含量并严格设计级配,以此尽可能减少温缩和干缩变形,增加半刚性材料的抗裂性能。级配碎石作为松散粒料结构,不传递拉应力,拉应变。作为基层材料时,处于三向受压状态,这些结构上的特点以及特殊的受力状态使得级配碎石层能充分吸收其下层裂缝释放的应变能,从而达到抑止裂缝的效果。级配碎石的主要受力形态是剪应力,以碎石的抗剪强度为配比基础,将能从基本上提高级配碎石的整体抗剪切能力,从而提高半刚性基层的整体强度。所以本文提出以最大抗剪强度为标准的碎石级配的概念,并进行试验,得出级配范围。使该方法能补充、完善现行规范中级配碎石的范围,便于设计和施工控制,提高级配碎石使用性能。为了能使试验数据的准确与可靠,本课题自制大型直剪仪,以此来测定级配碎石的抗剪强度。同时为测定粒料的抗剪强度提供新的仪器。　　本论文首先对自制的大型直剪仪从结构组成、工作机理、自主创新等方面做了较完整的介绍。与常规直剪仪相比,竖向荷载的稳定、剪切盒的改进以及剪切缝的自由调节使新仪器适用范围更广、测试精度更高,尤其适合测试含大粒径的碎石的试样。其次对级配的设计方法做了研究,从级配碎石的设计原则与组成材料类型的分析,得出基于最大抗剪强度的碎石配比的方法。通过自制的大型直剪仪进行直剪试验,得出该方法下的级配范围。　　通过与规范中给出的级配碎石级配范围的上限、中值、下限的碎石级配的抗剪强度、空隙率进行了对比。基于最大抗剪强度的级配对应粗粒径的骨料用量相对于规范给出的范围要大出很多,而在规范规定的关键筛孔5mm以下的细粒料需求相对较少,表明最大抗剪强度得出的级配更体现出了大粒径骨料的嵌挤与内摩阻力作用。基于最大抗剪强度得出的碎石级配表现出来的是骨架—空隙型,但从空隙率看,亦能得到很好的空隙率,这说明了细集料按照基于最大抗剪强度的方法也能很好的发挥其自身的填充作用。