衡邵高速公路沿线存在大量的高液限黏土，占总土方量的约60%以上，此类土体具有易开裂、可压实性差、固结变形时间长、天然含水率高、CBR值变化范围宽以及水稳定性差等诸多不良工程特性，因而难以将其用于高速公路路基填筑，若是对其进行换填，则相应的工程量会非常巨大，增加工程经费开支，而且还会对当地生态环境产生诸多不良影响，工期亦会因此而有所延长。所以，亟需探寻出相应的改良处治措施，以及能够适用于该地区的高液限黏土路基填筑设计方案与施工技术。本文首先通过开展大量的现场与室内试验，对衡邵高速公路沿线的高液限黏土的矿物组成、成因以及工程特性进行了深入研究，将现场的高液限黏土划分为：直接填筑、经改良处治后填筑以及废弃三种类别，并给出了可直接用于填筑土体的工程技术指标要求；其次，对于不能直接用于填筑的土体，在现场分别开展了包芯法、石灰改良法、水泥改良法以及砂砾石改良法等处治措施研究，并提出了相应的施工工艺、质量控制方法及填筑注意事项；再次，结合衡邵高速公路的实际情况，从CBR值、抗剪强度指标、回弹模量等几个方面对高液限黏土的强度控制指标进行了试验研究，在此基础上提出了高液限黏土路基稳定性分析与沉降量计算方法；最后，在衡邵高速公路K114+600~K117+290段选取了三个试验路段，分别采用不同的路基填筑方法，以验证本文提出的高液限黏土路基填筑施工方案及改良处治措施的合理性与可行性，并通过埋设沉降板与分层沉降仪的方法对这三个试验段路基的沉降量进行了观测。通过对施工结束后高液限黏土路基的含水率、压实度、CBR值、回弹模量以及沉降量进行现场观察与检测，发现这些指标均能够满足设计与规范的要求，且没有出现路基开裂、不均匀沉降以及稳定性方面的问题。本文研究表明，衡邵高速公路沿线地区的高液限黏土大部分可以直接用于路基填筑，部分土体需要进行必要的改良处治，这为整个工程建设节省了大量的投资，而且缩短了施工工期，同时，对当地的生态环境也起到了一定的保护作用。本文研究成果对于广大南方地区乃至全国的高速公路建设都具有重要的工程实用价值和良好的经济效益。