路面基层和底基层的粗颗粒填料在服役期内将承受长期交通荷载作用,基层结构的不均匀回弹变形容易导致路面开裂,车辙以及其他病害,影响道路的服役性能,增加维护成本。在实际工程中,路面基层和底基层的粗颗粒土往往处于三维应力状态。首先,由于路面结构、施工过程、所处位置、周围环境等因素的差异,粗颗粒土的初始应力状态通常为三维各向异性状态;其次,交通荷载下作用在土体单元上的循环动应力处于三维状态,表现为竖向循环正应力和两个方向的水平向循环中正应力的耦合,与此同时,目前鲜有针对三维应力状态下粗颗粒土的回弹特性的研究。基于此,本文使用动静真三轴系统,开展了一系列真三轴逐级加载回弹变形试验,重点研究了三维应力状态下初始各向异性、有效围压、循环广义剪应力幅值、循环中主应力系数等对粗颗粒土回弹特性的影响,并提出了三维应力状态粗粒土的回弹模量预测模型。此外,还分析了含水率、粘粒含量等对粗粒土回弹特性的影响。主要研究结果如下:(1)三维循环应力状态下,粗颗粒土回弹模量的变化规律与常规循环三轴的试验结果存在一定的差异,循环广义剪应力幅值和循环中主应力系数对粗颗粒土的回弹模量存在显著的影响。(2)三维各向异性初始应力状态下,初始广义剪应力与土体的回弹模量在一定范围内呈现线性关系,而中主应力系数对回弹模量的影响与土体的含水率密切相关。(3)粘粒含量的变化改变了粗颗粒土的内部结构形式,导致粗颗粒土回弹模量随粘粒含量的增加呈现先增后减的趋势。(4)在大量试验数据的基础上,提出了三维应力状态粗颗粒土回弹模量预测模型,并基于模型,对三维动静应力耦合条件下回弹模量模型形式进行了进一步的讨论。