“十天”高速公路陕西安康东段沿线经过大量的强风化千枚岩分布区域，修建路堤的填料来源十分有限。千枚岩作为路堤填料与其他土质填料及硬质岩块填料不同，其粒径会随碾压过程、裸露时间长短及含水率情况而变化。因此现场的级配与室内试验的级配有很大区别，现场级配分布不能完全套用室内试验的成果。本文以强风化千枚岩填料为研究对象，对其进行了室内与现场试验，分析其级配变化情况，以确定合理的级配范围；同时针对千枚岩强度低等特点，分析了级配对改良千枚岩填料力学性能的影响；在此基础上以试验路为依托，提出了千枚岩路基填筑方案及施工工艺，取得了一系列的研究成果:1）分析了“十天”高速公路安康东段沿线路基填料的自然环境特征，并通过室内衍射试验、单轴抗压强度实验，对千枚岩原岩及填料物理性质和力学性能进行分析，结果表明，该类岩石强度小于30MPa，属于较软岩，易破碎。2）为了分析千枚岩填料施工后的“二次破碎”特性，针对不同含石量的千枚岩填料，模拟现场施工过程，在室内进行击实试验和筛分试验，分析其级配对最佳含水率和最大干密度的影响；在此基础上，推荐了千枚岩填料合理原始级配的范围。3）基于水泥改良千枚岩填料的机理，对不同含石量填料的千枚岩填料进行改良，通过击实试验、CBR测试及无侧限抗压强度试验，分析粒径级配变化对改良千枚岩填筑路基的路用性能的影响。4）以“十天”高速公路陕西安康东段25标的ZK22+790-ZK22+860段为依托；从提高路基力学性能和保证路基水稳定性的角度，提出了水泥改良千枚岩填料填筑路基方案和路基排水设计方案；提出了水泥改良千枚岩填料路堤部分和水泥改良未筛分碎石路床部分的施工工艺、施工流程及注意事项；并在路基填筑后进行试验检测，表明千枚岩水泥改良填筑路基效果良好。