路面结构内部任一点都处于复杂的三向应力状态,传统的强度测试方法大多数基于单向最大拉应力理论或拉应变理论,认为单向应力或应变过大是导致结构破坏的主要原因,这显然与路面结构实际破坏特征不符。因此,研究复杂应力状态下路面结构的破坏特征及提出相应的强度破坏控制指标显得尤为必要,已有关于岩土强度理论的研究表明,真三轴试验是研究强度理论最有效的方法。利用长沙理工大学自行研制的简易真三轴仪,开展了三向独立加载条件下不同水泥剂量两种水泥稳定碎石基层材料的真三轴强度特性试验研究。试验结果表明:⑴、半刚性基层材料有明显的中间主应力效应,三向受压状态下,中间主应力的存在显著提高了结构的破坏强度,中间主应力效应的区间性因最小主应力而异。(2)、分析了三轴应力状态下材料的破坏形态及破坏机理,研究了与中间主应力相关的指标对材料强度的影响规律,讨论了破坏应力、中间主应力比、破坏强度比作为材料破坏控制指标的合理性。基于上述试验成果,研究了相同静水压力下不同组成结构不同水泥剂量下材料的破坏面极限线,结果表明,数据点与摩尔‐库伦强度理论相差较远,介于双剪强度理论和双剪角隅模型之间,破坏面极限线对应的潜在强度区因不同组成结构不同水泥剂量而有所差异,同时探讨了屈服面极限线面积差作为强度破坏控制指标的合理性。开展了基于中间主应力比的不同组成结构不同水泥剂量强度对比,提出了基于三轴应力状态下材料设计方法,给出了不同等级路面基层结构及水泥剂量的选择建议。利用简易真三轴仪,在低温下开展了沥青混合料的强度试验,试验结果表明:(1)、-10℃时,沥青混合料也具有明显的中间主应力效应;(2)、对比了与中间主应力相关指标对强度性能的影响,发现可以以中间主应力比作为材料强度比较指标;(3)、考虑了不同热老化条件对结构低温性能的影响,分析了低温及老化对不同级配AC-13混合料强度差异影响原因,推荐了不同低温条件下不同老化程度时AC-13混合料推荐的级配形式。