在我国，半刚性基层沥青路面结构已成为绝大多数高等级公路沥青路面的结构形式，然而随着半刚性基层在使用过程中出现的种种问题，公路建设者开始逐渐把目光投向在国外取得较好使用性能的柔性基层结构。作为柔性基层的重要组成部分，级配碎石的性能对柔性基层优良性能的发挥起着重要作用。为了保证季冻区柔性基层结构发挥出良好的性能，针对季冻区的环境、材料、结构特点，开展季冻区柔性基层级配碎石材料优化设计研究就显得十分必要。本文首先在调查分析的基础上，归纳了国内外级配碎石基层的应用状况和使用范围，并从结构受力的角度，分析了级配碎石基层的应力水平，并根据分析结果提出了级配碎石基层的功能和使用要求。其次，对影响级配碎石性能的主要的原材料指标进行了研究，并根据季冻区的水温特点和柔性基层的结构要求提出了新的原材料指标；通过对级配碎石材料结构和强度理论的研究，提出了适合季冻区的骨架密实结构的级配碎石材料设计方法；根据散粒体结构力学的结论，探讨了级配碎石材料的临界破坏条件，据此提出了级配碎石的抗剪切指标，并对所设计的结构进行了验算；通过对级配碎石抗变形机理的分析，设计了模拟级配碎石变形的试验，并判断级配碎石抗变形能力的好坏。最后，根据前述所有研究成果，提出了季冻区级配碎石材料组成设计方法，供级配碎石材料设计时参考。本文的研究成果，既填补了我国规范在季冻区级配碎石设计方法方面的空缺，又为我国路面结构形式的丰富发展做了贡献。不仅为级配碎石在季冻区的应用提出了良好的理论和实践的基础，而且为级配碎石在其它地区的使用提供了借鉴，具有重要的理论和现实意义。