近年来，由于我国高速公路建设的不断发展，公路网越来越密，在矿区不可避免地遇到了如何治理采空区的技术难题。因此高速公路下伏采空区的稳定性研究与处置措施研究就显得尤为重要。本文通过万盛至南川高速公路K13+300~K14+300路段采空区为研究对象，分析采空区的覆岩机理、地表沉陷规律以及地表破坏类型与特征。运用有限元分析软件ANSYS对采空区路段进行安全稳定分析，并提出合理的处治措施，本文主要研究内容如下：（1）查阅国内外相关文献，了解国内外高速公路下伏采空区稳定性研究与采空区治理的现状和基本方法。（2）通过现场调研以及相关单位提供的资料，对采空区与公路相对位置关系以及所处的工程地质条件进行分析。（3）建立力学模型，采用数值模拟方法对采空区进行模拟分析，根据模拟数据显示：由于采空区的存在，不论是从应力状态还是从位移量上来看，与相关规范进行对比，公路路基均处于不稳定的状态。（4）对采空区注浆理论的研究以及对注浆材料的分析，找到适合于本工程的充填材料、浆液配合比以及注浆参数。（5）对注浆之后的工程进行相应的数值模拟，相应结果显示：采空区周围受力状态明显改善，路基位移量明显减小。符合规范以及相关规程的规定。说明注浆之后能够保证公路安全运行。