本文针对淮南采煤沉陷区铁路专用线在不断加高后存在的稳定性不足的问题,提出了用粉煤灰轻质填料代替煤矸石进行复杂工程地质条件下路堤维护加固治理,通过室内试验的手段,研究了适用的改性粉煤灰路堤填料,得到了其主要路用工程特性,在此基础上,通过数值模拟的手段,分析了粉煤灰路堤在采煤沉陷区多因素作用下的稳定性,得到了采煤沉陷区粉煤灰路堤在不同填方高度、不同软土层厚度下的合理断面形式,进一步基于研究结果进行了工程应用,取得的主要研究成果如下:(1)压实系数为0.93的素粉煤灰在饱和状态下抗剪强度指标很低,不具备黏聚力,内摩擦角也仅为13.20°,难以直接用作采煤沉陷区铁路专用线路堤填料,必须进行适当的改性处理;(2)改性后粉煤灰力学性能指标提升明显,不同种类的改性粉煤灰材料在强度发展规律、工程性能上又表现出不同的特点,工程应用中,应根据实际需要合理选择改性粉煤灰材料;(3)采动对改性粉煤灰路堤稳定性的影响与地基条件有很大关系。地基为正常地基土时,采动影响使安全系数折减幅度高达26.78%;存在软土地基土时,采动影响使安全系数折减幅度在1.78%~3.91%之间波动,整体上折减幅度随软土厚度的增加而提高;(4)路堤边坡稳定安全系数随软土层厚度增加而降低,降低幅度随软土层厚度增加逐渐减小;路堤填方高度越高,其边坡稳定性对软土地基厚度的增长越不敏感;(5)粉煤灰路堤在设计时,可以将6%水泥稳定粉煤灰、1:1.5边坡坡率作为基本设计参数,当边坡稳定安全系数不满足要求时,可以从改性剂掺量、边坡坡率与边坡形式这几个方面入手,对路堤设计方案进行优化;(6)工程实践表明,粉煤灰路堤在采煤沉陷区有着良好的应用效果,尤其适用于填方较高、软土地基较厚且路堤加宽受限的复杂工程地质条件。该论文有图46幅,表36个,参考文献92篇。