红层泥岩是一种特殊岩土，具有抗压强度低、易风化、遇水易软化、崩解、膨胀、填筑密实度对含水量很敏感等特点。伴随着国民经济的发展，在红层软岩地基上修筑的土工建筑物越来越多。以红层作为填料，修建的土工建筑物受到红层所具有的特殊水理性质的影响，容易引起很多诸如边坡溜坍、路基翻浆、路堤渗流和路基滑移等工程地质问题。水的渗流作用是边坡稳定的关键因素，本文以成南高速公路DK180+460-DK180+640段的红层路堤边坡为背景，对渗流相关参数、渗流自由面形态以及渗流作用下的路堤稳定性进行研究。通过室内渗透试验、自制“L”型相关模型试验测得在不同压实度下水平向和垂直向的渗透系数，并根据达西定律等相关理论推倒出适用于该模型的计算公式，得到水平向和垂直向渗透系数随着压实度的增加逐渐减小，验证了该方法测定渗透系数的可行性。同一压实度下，水平向大于垂直向的渗透系数，其比值在1～4之间，证明了由于施工的影响而造成填筑层面的存在，体现了红层填料的各向异性。利用FLAC数值软件建模计算，在保持介质均匀各向同性条件下，渗透系数和孔隙率大小、水头压力的变化、渗流路径的长短以及将介质视为各向异性条件下，水平和垂向的渗透系数比值对渗流自由面形态和坡面出渗点位置的影响。结果表明水头压力大小、渗流路径的长短以及水平和垂向的渗透系数比值大小对其产生影响，而渗透系数和孔隙率的大小仅对渗流达到稳定的时间产生影响。通过室内模型试验对其研究，进一步验证了FLAC数值计算分析的可靠性。通过FLAC软件对成南高速公路DK180+460-DK180+640段的红层路堤边坡在是否考虑渗流作用下进行稳定性计算，结果显示不考虑渗流作用下，路堤边坡安全系数F=2.15，处于稳定状态；在考虑渗流作用下安全系数F=1.19，降低了45％，处于临界边缘，若加上外界因素诸如暴雨等触发因素的影响下就可能会引起路堤的失稳破坏，因此渗流作用对路堤的稳定性有很大的影响，在路堤的设计施工中应加以考虑。