针对高速公路施工中台背回填质量难以保证的现状,本文从回填材料方面进行了探索和研究,提出了一种新型回填材料——非压实回填土。非压实回填土具有自密实的特点,并且可以就地再生利用挖方弃土,不需要新的取土场,具有显著的环境效益和经济效益。本文通过对非压实回填土的工作性进行试验探讨,确定了非压实回填土的原材料选择要求,并提出了水固比的概念,将其作为非压实回填土配合比设计参数之一,基于此提出了非压实回填土的配合比设计方法。其次,依据本文提出的配合比设计方法,对非压实回填土的基本力学性能开展了相应的室内试验研究,主要包括抗压强度试验、CBR承载能力试验和应力-应变试验。着重分析了各个因素对强度的影响,得出了强度随龄期增长的发展规律,并提出了以水固比和灰土比为主要参数的强度预测模型。本文还开展了不同配合比非压实回填土的耐久性能试验,包括抗冻融循环试验和抗干湿循环试验。试验结果显示,在两种不同外界破坏作用下,非压实回填土具有相似的劣化规律:随着强度的提高,其抵御外界环境破坏的能力也不断提高。最后在室内试验的基础上成功的把非压实回填土应用到实际工程中,取得了较好的工程效果和经济环保效益,并据此提出了非压实回填土的施工方法和质量管理方法。