沥青集料粉尘作为一种大宗固体废弃物,对土壤、空气、水质等生态环境易造成恶劣影响。目前我国对其处理措施大多是就地掩埋、排放入水或者作为矿粉的替代品掺入沥青混合料中循环再利用,资源回收利用途径单一且重复利用率低,容易对生态环境造成二次污染。本文创新性的将其作为矿物掺合料的替代品应用于同步注浆材料组分中,研究了沥青集料粉尘的微观性能及物化性能,验证了其作为矿物掺合料的可行性。探究了粉尘单掺及与粉煤灰双掺条件下注浆固结体的力学性能规律,为沥青集料粉尘的工程实际应用奠定基础。针对五种浆液性能影响因素,通过多元回归及多目标线性规划的模型得到了不同性能指标的预测值及最优配比。基于浆液时变性原理建立了盾构施工全过程三维数值模拟模型,揭示了沥青集料粉尘最优配合比掺入浆液条件下的地表沉降规律,可对后期粉尘精细化利用于注浆浆液中提供理论支撑。本研究具有良好的社会效益和经济效益。得出的主要结论如下:（1）沥青集料粉尘主要含有Ca、C、Si、Al、Fe、Mg等元素,其化学成分主要包含CaCO3、SiO2、Ca Mg（CO3）2、K2SO4、Mg2SiO4。集料粉尘中颗粒分布不均且分布较为密集,粗颗粒含量较多且多为砾石状,细颗粒呈现碎玻璃状。粉尘比表面积、细度、密度、需水量比等物理性能均满足胶凝材料使用要求。（2）对于沥青集料粉尘基注浆体,随着粉灰比与沥青集料粉尘掺入比的增加,抗压、抗折强度均减小。三轴压缩曲线符合弹塑性模型,破坏形态主要为竖向劈裂与斜向剪切破坏。峰值偏应力随粉灰比与粉尘掺量的增加而减少,峰值应变则随着围压、粉灰比与粉尘掺入比的增加而增大,抗剪性能随着粉尘与大掺量粉煤灰的掺入而下降。并拟合得到了三轴应力下沥青集料粉尘基注浆体的关键力学指标计算公式及应力-应变经验方程。（3）建立了沥青集料粉尘同步注浆在水胶比、胶砂比、膨水比、粉灰比、粉尘掺入比五个自变量影响下的稠度、密度、泌水率、初凝时间、流动度、抗压强度的多元回归预测模型,得到了相应指标的敏感性排序。在此基础上利用多目标线性规划的数学模型得到了适用于工程应用的最优配比为水胶比0.661,胶砂比0.519,膨水比0.245,粉灰比2.482,粉尘掺入比0.144。（4）提出了改进的浆液固结硬化三阶段变化过程,建立了基于浆液时变性的盾构全过程三维数值模拟模型。通过优化的数值计算方法可知:浆液优化配比、注浆压力及注浆量的合理选取对地层沉降的控制皆有积极影响,但后两者影响更显著。基于上述研究成果提出了地表沉降控制措施,可合理指导盾构施工。