路基顶面封层一方面起到层间联结过渡、加固补强的作用,另一方面也起到防止水分迁移等作用,因此设置路基封层可以有效调节路基路面结构内部的水温状况和应力分布状态。然而目前对于路基封层,尤其是砾石土路基封层的材料设计和施工技术仍缺少系统的分析和研究。因此基于北安至富裕高速公路北安至古城段工程建设项目的实际技术需求,对砾石土路基封层的材料设计和施工技术开展了系统的研究工作,为砾石土路基封层的设计、施工、检测提供技术储备。首先依据封层结构的技术要求及使用环境特征,进行了封层的材料组成设计,提出两类封层材料。在此基础上,分析了不同材料组成对封层材料的物理特性指标、强度性能、收缩性能和刚度性能的影响。结果表明,两种材料的强度、刚度、温缩系数和干缩系数均随着结合料用量的增大而增大。在设计时应综合考虑造价与材料综合性能的协调。其次基于我国现行沥青路面设计体系,采用层状弹性力学体系理论计算方法,分析了砾石土封层在不同厚度与模量下,路基和路面结构各力学性能指标的变化规律。结果表明,封层结构模量及厚度的增大,能够有效降低路表弯沉及上部结构层层底拉压应力。然后,从理论角度分析了封层结构的设置对交工验收弯沉的影响,结果表明随砾石土封层模量和厚度的增加,路基路面各结构层的交工验收弯沉值基本呈减小的趋势。同时,采用新设计规范对设置砾石土路基封层的路面结构长期使用性能进行了预测。新规范的多指标评价结果显示,封层的设置显著增大了基层结构的寿命,并减小了路面弯沉验收值。最后修筑了砾石土路基封层试验路,并在北古高速公路上进行了大规模应用。提出了砾石土路基封层的施工质量控制指标,并在施工结束后对砾石土封层材料的各项技术指标进行了检测,重点对比分析了设置和未设置砾石土封层的路基顶面弯沉值。结果表明封层结构的各项技术指标均满足设计要求。