随着我国“一带一路”合作倡议的逐步深化,我国在西非地区的道路援建项目也逐步增多,西非地区广泛分布着红土粒料等我国少见甚至没有的特殊筑路材料,红土粒料在矿物组成、力学性质等方面存在较大变异性,当地也没有通用的红土性能标准。研究针对西非区域内的多种红土粒料,进行了材料特性分析、力学性能分析、数值模拟试验、强度形成机理分析和工程应用推荐,旨在为道路设计和工程建设提供一定的参考。首先,对西非地区十几种天然红土粒料进行了矿物组成、颗粒组成分析,击实试验和CBR试验分析,并与我国的红土粒料进行比较。结果表明:西非红土粒料在级配特征方面存在中间粒径缺失的现象,红土粒料的主要矿物组成是高岭石、石英和褐铁矿,其含量对土的液塑限和表观状态都有较大影响。CBR试验和击实试验结果显示仅有部分西非天然红土粒料可以满足法式倒装路面结构中底基层或垫层的承载能力要求。其次,为了提高红土粒料的使用性,采用水泥稳定方式提高红土粒料的力学强度。水泥稳定红土粒料的无侧限抗压试验结果显示部分红土粒料抗压强度值更高源于其细颗粒含量大,水泥稳定红土粒料在3.0%水泥剂量下可满足西非国家中轻交通等级下道路基层材料1.5MPa的强度要求,增大水泥剂量可适用于更高交通等级道路和结构层。随后,基于颗粒粒径和颗粒粘结性特点,提出了红土粒料虚拟试样模型和力学试验模型,将其分为粗粒土和细粒土两组基本单元,采用平行连接和线性接触模型,对连接参数进行标定,完成红土粒料的虚拟力学试验。根据试验结果从细观角度分析了红土粒料受压时的破坏过程,将模型连接参数与材料宏观力学特性建立联系,得出红土粒料强度主要是母岩矿物组成、颗粒压实填充作用、水泥水化反应和化学激发作用等因素共同作用的结果。最后,基于西非红土粒料典型地材、交通状况及当地的经济发展水平,结合我国的半刚性基层沥青路面发展经验和法国倒装式路面典型结构,进行了西非当地的路面结构优化设计。主要采用了沥青碎石层和应力吸收层来解决半刚性基层路面的裂缝病害和水损害问题,运用法国ALIZE软件进行了厚度验算,拟定了路面结构层厚度。