湿陷性黄土在遇水浸入后,由于自重应力作用,或者自重应力和附加应力的共同作用下,土体结构会发生显著的附加变形。基于高速公路绿色工程“零弃方”的建设要求,当湿陷性黄土作为高速公路路基填料时,可能会对路基工程造成很大的危害,因此必须对其物理力学特性进行研究并改良以满足高速公路路基填料的基本要求。引发黄土湿陷问题的决定性因素是浸入土体中的水,因此要解决湿陷性问题,需要研究湿陷性黄土的渗透性,找到可以防止外部水浸入路基土体的有效方式,从而保证高速公路路基边坡的稳定性,满足高速公路品质工程的建设要求。本文结合土工试验结果对延崇高速公路全线黄土状土的物理力学性质进行了统计,分析了全线黄土状土的分布特征;通过计算分析了各项物理力学指标的变异性及其原因。在此基础上,对湿陷性黄土路基填料的工程特性及边坡稳定性展开研究。主要研究成果如下:1.通过室内湿陷性试验和直剪试验对黄土和水泥改良黄土作为路基填料的工程特性进行了分析。结果表明:该场地黄土状土作为路基填料时,填土压实度需达到94%及以上,方可消除其湿陷性;当掺入5%～6%的水泥对黄土状土中进行改良时,可在保证路堤填料强度的同时进一步消除其湿陷性。2.通过室内渗透试验和冻融循环试验,对水泥改良黄土作为灰土封层的防渗及抗冻性能进行了研究。结果表明:改良黄土的防渗性远远优于未改良黄土,而且冻融循环后水泥对土体提供的抗冻性对改良黄土防渗性的提升也做出了积极的贡献。3.根据土体强度和渗透系数的试验结果,利用数值计算方法对延崇高速公路湿陷性黄土路堤边坡在不同工况下的稳定性以及灰土封层的加固效果进行了分析。结果表明:目前工程中所使用的路堤填土上部压实度96%,下部压实度94%的方案在正常工况下的稳定性良好;在暴雨或持续降雨的非正常工况下稳定性稍差,建议在季节性冻土地区的黄土路堤边坡防渗灰土封层设计中采用水泥掺入量为5%,可保证路堤在暴雨或持续降雨条件下的长期稳定性良好。本文研究成果解决了延崇高速公路湿陷性黄土的弃土再利用问题,提升了湿陷性黄土路基填料的工程质量,为湿陷性黄土路堤边坡地质灾害的防控提供了有效措施,为保障我国湿陷性黄土地区高速公路建设的安全性提供了技术支持。