近年来我国高速公路事业发展迅速，然而伴随着公路里程的增加，威胁高速公路运输安全的公路病害亦不断增多，尤其是高填方路堤出现的沉降和边坡失稳现象尤为突出，研究如何高效处治高填方路基中同时出现的沉降和边坡失稳问题至关重要，目前关于微型桩在控制路基沉降中的应用有一定研究，但关于微型桩在加固路堤边坡中的理论研究滞后于工程实践需要，因此关于微型桩在控制路基沉降和加固路堤边坡过程中的承载特性和作用机理研究对于微型桩在公路领域的推广很有实际意义。　　本文选取张涿高速公路典型高填方路堤路段出现的病害为研究对象，结合现场调查、理论分析以及数值模拟等方法在对路基沉降和路堤边坡的稳定性进行定量评价的基础上进行了微型桩分别在竖直荷载和水平荷载作用下承载特性分析；研究了基于FLAC3D的微型桩单桩在水平推力作用下的内力分布特点；模拟分析了微型桩群桩和微型桩结合锚杆两种方案的加固效果。可得出结论：在水平荷载作用下微型桩桩身在滑面附近出现最大正剪力和最大负弯矩，且两值均随着荷载水平的增加而增大，最大值位置向下移动；微型桩能够控制坡体的侧向位移和剪切应变，且主要通过潜在滑面附近及以上部分桩身来发挥作用，而滑面以下有限距离处到桩底这部分桩身主要起到控制竖向变形的作用；微型桩对于路堤边坡的加固机理主要体现在对于水平推力的抵消作用，使得边坡土体保持在应力平衡状态，从而维持边坡稳定；而在控制路基沉降变形过程中主要依靠桩土接触产生的摩阻力来发挥作用。　　数值模拟结果和现场监测结果表明微型桩在控制高速公路路堤沉降和加固高填方路堤边坡过程中效果显著，综合分析认为微型桩群桩方案在加固路堤中合理、可行，本文相关研究成果可供微型桩性状研究和类似路基加固问题借鉴参考。