为了研究公路岩质高边坡的稳定性和优化支护设计方案，以武汉至阳新高速公路黄石段路堑高边坡为研究对象，采用ABAQUS有限元数值模拟软件，结合强度折减法，系统分析了路堑高边坡的稳定性。根据正交试验结果，分析了锚杆支护方案中锚固段长度、锚固角度、水平间距、竖向间距等参数对边坡稳定安全系数的影响情况。结果表明：(1)边坡在天然状态及强降雨工况下的安全系数分别为1.195和1.185，低于规范要求的1.350，需要对边坡进行加固支护处理；(2)对高边坡安全系数的影响敏感性排序为：锚杆竖向间距>锚固段长度>锚固角度>锚杆水平间距，合理调整锚杆的竖向间距和锚固段长度是提高边坡稳定性的有效手段；(3)边坡最优支护参数组合为：锚固段长度8 m、锚固角度45°、锚杆水平间距4 m和锚杆竖向间距4 m。研究结果可为同类岩质高边坡的稳定性评价与支护措施优化提供实践依据。