半刚性基层具有刚度大、承载力高、板体性强以及抗冰冻和抗冲刷能力好的特点,是“强基薄面”设计体系中高等级公路基层的首选对象。但是其与生俱来的缺陷--收缩开裂,使路面结构过早破坏,增加了后期养护难度,使养护费用和道路使用费用剧增。目前的防治开裂的措施研究主要集中在集料级配的设计、水泥用量的限制和集料洁净程度及施工过程控制上,但是这些方法不能从根本上消除开裂。钛石膏是采用硫酸法生产钛白粉时,为治理酸性废水,加入石灰(或电石渣)以中和大量的酸性废水而产生的以二水石膏为主要成分的废渣,几乎没有得到利用。钛石膏的排放不仅占用大量土地、污染环境,而且给钛白粉企业造成了很大的经济负担。以工业废渣-钛石膏作为阻抗基层开裂的主要材料,与水泥、粉煤灰形成复合胶凝材料,掺入到半刚性基层中。在能够提升半刚性基层性能的同时还能充分利用工业废渣,达到节能减排、废物利用的目的。本论文在原材料的成分组成分析的基础上,首先从水泥、钛石膏和粉煤灰反应的微观机理出发,研究了掺配比例对复合胶凝材料净浆强度和变形的影响规律,并利用扫描电子显微镜镜(SEM)确定胶凝材料试件中钙矾石膨胀体的生成规律,从微观机理上证明该方法的可用性。然后,调整了不同的复合胶凝材料比例,对水泥稳定碎石材料进行了力学性能试验和变形性能试验,通过对比分析试验数据,得出了其收缩变化规律,并确定了水泥:钛石膏:粉煤灰为1:0.2:0.3的应用比例。通过系列研究,从理论和实践两方面为解决半刚性基层的开裂提供了一种新的思路和方法,本论文的研究成果可以保证在减少收缩开裂的前提下,突破半刚性基层强度的上限,很大幅度上提升了半刚性基层的疲劳寿命,为道路结构设计开辟了新的研究方向。