膨胀土广泛分布于我国各地区,随着交通建设的迅速发展,高速公路设计与施工中的膨胀土问题越来越普遍。由于膨胀土具有湿胀干缩的变形特性,在干湿循环作用下容易引起路基的不均匀变形,造成多种路基病害,严重影响高速公路的通行能力和行车安全。因此,本文依托“新柳南高速公路膨胀土路基综合处治技术应用研究”课题项目,采用模型试验、现场监测、理论计算及数值模拟等研究手段,深刻剖析了膨胀土路基的变形开裂机理,系统研究了膨胀土路基填料利用与路基变形控制技术及其工程应用问题。取得的主要结论如下:（1）对新柳南高速公路沿线的膨胀土代表土样进行物理力学性质研究,探明了膨胀土抗剪强度指标与饱和度的关系和击实功与膨胀量、CBR指标的关系,并基于标准吸湿含水率分类法,提出了以CBR膨胀量作为工程判别填料膨胀性强弱的评价方法。（2）通过开展路基模型的受压试验,揭示了在不同约束条件和水分迁移条件下路基的变形发展规律,并采用泊松比描述膨胀土侧向塑性变形的时变过程,对不同工况下膨胀土的变形发展状况进行评价,为理论计算和施工实践提供参数。（3）通过自动化监测的技术手段,研究了包边路堤的工后沉降、水平位移及土壤温湿度的变化规律,验证了复合支护结构及防渗保湿措施的处治效果,并优化加固设计参数,指导膨胀土路基设计和施工。（4）根据三向变形沉降理论,推导了三向附加应力增量的计算表达式,对膨胀土路基变形进行预测分析;采用ABAQUS有限元分析的方法,建立了原路基及加固路基结构的数值仿真模型,研究了在不利工况下膨胀土路基的受力变形特征,分析了土工格栅与固脚墙和路基相互作用形成的复合结构的支护机理,并结合理论结果和实测结果进行对比分析。（5）结合试验研究结果,提出了膨胀土填料利用的试验评价方法,并从基底处理、固脚墙支护、包边界面补强压实、加筋材料利用及土工布嵌入等方面阐述了膨胀土路基填筑质量控制的施工要点,从而科学地指导膨胀土地区高速公路路基的设计与施工。