以正交试验设计方法为基础，对张家口市京新高速公路路堑膨胀性泥岩开展试验，重点研究不同上覆荷载下泥岩试样的膨胀率与浸水时间、初始含水率、压实度的规律关系，并采用极差分析法对各种因素进行敏感性分析。研究结果表明，膨胀率随浸水时间的变化曲线呈现出S形走势，大致可划分为初始膨胀阶段、加速膨胀阶段、缓慢膨胀阶段；在相同初始含水率条件下，膨胀率随着压实度的增大而增大；在相同的压实度条件下，膨胀率随初始含水率增大而减小。通过极差分析法可知，试样浸水时间为影响膨胀率的主导因素，含水率和压实度为次要影响因素，且小荷载下含水率对试样膨胀率的影响比较明显，荷载继续增大，压实度超过含水率对试样膨胀率的影响。