针对高速公路沥青路面结构中半刚性基层易在施工期开裂并逐渐发展成反射裂缝这一病害，以水稳碎石基层为研究对象，以西尔斯和不里恩公式、灰色关联度方法为理论基础，进行了无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试验、振动压路机现场压实试验，得到了水稳碎石基层强度形成机理；提出了水稳碎石基层强度形成规律；建立了不同压实度、含水量及温度对水稳碎石基层强度的影响关系拟合公式；进而提出了大厚度水稳碎石基层压实度控制方法，从控制施工期内基层强度角度给出了半刚性基层反射裂缝防治对策。结果表明：养生龄期相同时，水稳碎石基层强度与压实度和温度成正比；压实度、含水量和温度与水稳碎石基层强度的关联度均大于0.6,各因素与水稳碎石基层强度关联性较好，3种因素对水稳碎石基层强度的影响程度排序依次为压实度、含水量、温度。根据喀叶墨高速公路扩建工程试验路段的现场情况，推荐采用重型压路机进行大厚度水稳碎石基层压实作业；经验证，大吨位压路机复压碾压次数达到3遍时，水稳碎石基层压实度达到最大值。