本文以南阳某高速公路为依托，以南阳典型膨胀土为研究对象，在对膨胀土特殊工程性状展开理论分析的基础上，考虑大气降雨入渗、蒸发蒸腾作用以及地下水位变动等环境因素引起的温、湿度环境变化以及土体内水分迁移，通过膨胀土基本物性试验以及力学特性实验、路堤边坡稳定性数值分析计算，探讨土体内水分迁移规律对膨胀土路堤长期稳定性能的影响机理。论文通过对膨胀土特殊工程性状的分析，总结出气候营力引起的土体内水分迁移是膨胀土工程性状的主要影响因素，显示出膨胀土特殊的环境影响性状。针对典型膨胀土，考虑土体含水率的变化以及干湿循环对膨胀土长期强度的影响，开展了一系列物理力学特性试验，结果表明：石灰改性能够较为有效地抑制膨胀土的胀缩，并显著改善其渗透性和持水性能，增强膨胀土的长期强度。考虑大气降雨入渗、蒸发蒸腾作用以及地下水位变动等环境因素，运用GeoStudio有限元软件中的VADOSE/W模块和SLOPE/W模块对不同工况的路堤填筑工程开展数值模拟分析，结果表明：当大气环境持续干旱或连续降雨时，素土路堤和灰土路堤堤身的稳定性均能满足规范要求，灰土路堤堤身稳定性的安全储备要高于素土路堤。可见，膨胀土路堤采用灰土包边的处理方式，可有效抵抗恶劣气象环境对膨胀土路堤的影响，并保证路基变形的长期稳定。