煤矸石大量堆放，不仅占用耕地，而且影响周边的生态环境。本文以安徽省宿州市（朱仙庄煤矿）煤矸石为研究对象，对煤矸石的主要物理性质、化学性质和工程力学特性开展试验分析。通过工程路段现场试验，研究煤矸石填筑高速公路路基的技术要点，提出煤矸石填筑高速公路路基的相关规范性建议标准，解决目前煤矸石作为路用填筑材料在设计、施工、质量控制等方面无标准可依的关键技术问题。取得了如下研究成果：（1）通过试验研究了煤矸石的工程力学性质，对煤矸石的强度特征、压缩性、承载比进行了深入研究；对煤矸石的矿物成分、吸水性、含水率、颗粒级配、自燃特性等影响因数进行了分析，得出了煤矸石作为路基填料选取指标。（2）通过对不同的松铺厚度机械组合碾压，根据现场路基压实度、沉降量、经济效益等方面对比，得出最佳的松铺厚度及振动碾压前后沉降量质量控制指标。（3）通过工程现场机械碾压，以压实度作为路基碾压控制标准，得出煤矸石路基机械组合方式及最经济碾压遍数。（4）运用了有限差分软件FLAC^3D进行车载稳定性数值模拟研究，结果表明，煤矸石路基在车载作用下，不会发生塑性破坏，路基处于稳定状态。（5）建立了灰色理论模型预测煤矸石高速公路路基工后沉降，其预测值与实际监测沉降值数据较吻合，该预测方法具有较高的精度，较好的实用性。本论文的研究成果对煤矸石路基现场施工提供了理论根据和经验参考。煤矸石填筑高速公路在技术上是可行的，并且在道路工程中的应用将会产生巨大的经济效益、环境效益和社会效益。