天然红土粒料广泛分布于西非国家塞内加尔,是当地典型的筑路材料,然而中国企业在当地开展援建项目时面临与当地路面设计方法存在较大差异和对红土粒料路用性能缺乏足够了解等诸多问题,针对上述问题,本文主要采用室内试验等技术手段,对以红土粒料为代表性的半刚性材料的工程特性和路用性能进行了研究。首先,利用宏观和微观试验手段,确定了天然红土粒料的表观形态特征、粒径分布范围、主要组成矿物和化学元素、液塑限指数、最大干密度、最佳含水率和CBR值等基本参数,开展了掺入天然砂后的红土粒料力学试验,确定了低剂量水泥稳定红土粒料的最大干密度和最佳含水率。结果表明:天然红土粒料的基本工程特性具有显著的地域差异,掺入天然砂不一定能提高天然红土粒料的力学性能,同时增加水泥剂量不一定能降低最佳含水率,增加最大干密度。其次,基于室内抗压、抗拉强度和干缩试验,探求了不同因素对水泥稳定红土粒料强度指标的影响规律,分析了养生方法对材料设计方法产生的差异性,对比了不同荷载模式下强度指标的差异性,建立了不同强度指标之间的关系模型,验证了直接拉伸强度模量曲线的适用性,考虑当地气候特点获取了水泥稳定红土粒料的干缩系数。结果表明:强度与养生龄期呈现对数增长曲线关系,一般在90d之后趋于稳定,中法不同的养生方式会造成半刚性材料的水泥剂量的差异,抗压强度和直接拉伸强度试验受力状态更清晰,不同强度指标之间具有良好的线性关系,直接拉伸强度模量设计曲线确定水泥稳定红土粒料材料的CDF结构层厚度时存在矛盾,MK水泥稳定红土粒料的干缩系数一般低于水泥土高于水泥稳定碎石。最后,基于抗压回弹动态模量试验,分析了不同因素对水泥稳定红土粒料动态模量和相位角的影响规律,揭示了MK水泥稳定红土粒料的动态力学特性,并构建了基于应力和频率的水泥稳定红土粒料的动态模量依赖模型。结果表明:应力水平和加载频率增大,动态模量呈现S曲线增长趋势,相位角则减小,养生龄期增加,动态模量呈现对数曲线增长趋势,相位角则减小。水泥剂量增大,动态模量增大,相位角反之,其中应力水平的影响程度显著大于加载频率。在低频、高频以及低应力和高应力条件下,水泥稳定红土粒料接近线弹性体。基于应力和频率的动态模量依赖模型可靠度高,可更加全面科学的表征MK水泥稳定红土粒料的动态模量演变规律,较好的描述半刚性材料的非线性力学响应特性,可为路面结构设计与力学分析提供参数。本文的研究成果可为以红土粒料类材料为主要填料的路面工程提供一定的数据与理论依据。