本发明公开了基于探地雷达的大粒径级配碎石基层离析识别及处治装置，处治装置包括：车体，包括用于碾压粗骨料离析区域的碾压钢轮；探地雷达，设置于所述车体上，所述探地雷达用于获取粗骨料离析区域的离析等级；第一输送机构，设置于所述车体上，第一输送机构用于将石屑输送至粗骨料离析区域；插捣机构，用于对添加石屑和水的粗骨料离析区域进行插捣；第二输送机构，设置于所述车体上；控制机构，控制所述第一输送机构输出的石屑量以及控制所述第二输送机构输出水量。本装置集探测、投放材料、插捣及碾压为一体，通过探地雷达得出离析等级，根据离析程度定量喷洒石屑与水，可一次解决大粒径级配碎石基层浅层离析与深层离析问题。