炭质泥岩在我国西南地区以及湖南中西部地区分布广泛,在干燥条件下力学性能良好,强度高达60MPa,具有岩石的相关特性,但遇水极易崩解、力学性能劣化明显,根据以往的经验,在施工过程中将其丢弃不用,或尽量绕开炭质泥岩地区;然而“十三五”期间,我国拟新建高速公路、铁路都不可避免的要经过区炭质泥岩分布地区,从造价、工程量以及环境保护等方面考虑,将其合理利用起来并用于路堤填筑都是最佳工程实施方案,因此本文针对炭质泥岩遇水易崩解软化等问题对其进行改良,并对其开展了静三轴试验、无侧限抗压强度试验、渗透特性试验以及改良预崩解炭质泥岩填筑路堤数值模拟分析,主要研究结论如下:(1)预崩解炭质泥岩改良后其黏聚力明显增大、抗剪强度增强;进行三轴试验时会出现应力突变变形和应力软化变形两种情况,且随着水泥及粉煤灰掺入量的增加其应力突变变形越明显。(2)预崩解炭质泥岩改良后其单轴抗压强度显著提升,三种改良材料对预崩解炭质泥岩无侧限抗压强度大小的影响依次为水泥、红粘土、粉煤灰。(3)预崩解炭质泥岩改良后其渗透系数数明显减小,三种改良材料影响预崩解炭质泥岩渗透系数大小的关系为水泥、红黏土、粉煤灰。(4)模拟最佳改良方案下的预崩解炭质泥岩填筑路堤在不同降雨强度及降雨时间下其边坡稳定性系数变化规律可知,随着降雨时间的延长其稳定性系数呈现出先增大后减小的变化趋势且最小稳定性系数都处于边坡临界安全系数之上。