充分发挥和挖掘硬壳层的“壳体效应”对路基工程具有十分重要的工程应用价值,目前有关上覆硬壳层软土路基的研究多集中在静力范畴,随着高速、超重车载的出现,研究车辆荷载作用下路基的动力特性显得尤为重要。首先通过有限差分软件FLAC3D建立了车辆荷载作用下上覆硬壳层软土路基的数值计算模型,研究了硬、软土层的动应力传播规律,分析了硬壳层特性、行车速度对动应力扩散的影响,得到了初步的结论。以应力波理论为基础,从硬壳层和下卧软土层波阻抗具有明显差异角度,通过透射系数揭示了硬、软土层界面处的动应力突变现象。通过数值模拟获得竖向动应力峰值的衰减规律,推导得出一种能综合表征动应力突变规律的土层界面传递系数,并给出了相应的计算方法及应用范围。通过实测数据验证,较已有方法具有过程简单、精度高等特点。进行了车辆荷载作用下硬壳层软土路基室内模型试验,利用水泥土研究了硬壳层的特性,设计了正交试验方案从试验角度进一步验证了不同因素对硬壳层应力扩散效应的影响。并分析了硬壳层厚度、弹性模量、车重、行车速度对动应力影响程度的大小。在利用数值模拟技术获得路基土动应力衰减规律的基础上,反演得出土体能量吸收系数,依据数据拟合结果,与模型比例k符合负指数函数关系,构建出能够揭示均质土体尺寸效应的数学表达式。推导得出以土层界面能量吸收系数为表征参量的尺寸效应方程,并给出了待定系数的取值范围,揭示了土层界面过渡段的尺寸效应响应规律。