海绵城市是优化城市水资源管理,解决城市内涝,对雨水进行综合管控的一种城市建设理念。海绵城市建设中将充分利用道路左右的绿地进行雨水滞蓄减排,会导致市政道路路基暴露在复杂的入渗环境下。湿陷性黄土在西北地区广泛分布,其浸水后,结构会发生破坏,强度迅速降低,同时产生较大附加下沉。在湿陷性黄土地区进行海绵城市建设会放大滞留雨水渗入路基的风险,带来路基湿陷变形、路面裂缝等道路病害。为探寻适用于湿陷性黄土地区海绵城市建设的具有较高强度和防渗性能的路基换填材料,本文以西咸新区湿陷性黄土作为研究对象,通过对掺入水泥、聚丙烯纤维、膨润土的黄土进行强度和渗透性试验,并基于正交试验和田口方法的信噪比分析,获得了改良黄土的最优配比方案。并对改良黄土的物理力学性能和路用性进行了分析,主要研究结果如下:（1）利用因子分析理论研究表明,原状黄土的内摩擦角和取样深度、含水量、饱和度、湿陷系数以及粘聚力相关性显著;粘聚力和干密度、孔隙度、内摩擦角以及取样深度相关性显著;湿陷系数与取样深度、干密度、含水率、液限以及内摩擦角相关性显著。压缩模量则和其他工程指标无明显相关性。（2）采用田口方法中信噪比分析理论对改良黄土强度和防渗的综合性能进行配比优选,获得最优配比方案为水泥掺量8%、聚丙烯纤维长度12mm,掺量0.3%、膨润土掺量3%。在试验设置的因素水平中水泥对改良黄土无侧限抗压强度影响最显著,聚丙烯纤维掺量和长度对其渗透系数影响最显著。（3）基于协同效应的原理,分析了改良黄土在3、7、14、28d的龄期下,水泥、膨润土、聚丙烯纤维在渗透系数、抗剪强度指标和无侧限抗压强度上的互补和互抵作用,结果表明渗透系数、抗剪强度指标在低养护龄期和低掺量水平下掺入材料之间的互补作用更显著,无侧限抗压强度在高养护龄期和高掺量水平水平下掺入材料之间的互补作用更显著。（4）利用布辛尼斯克法计算了在开方系数、路面轴载、改良黄土垫层厚度影响下的路基工作区深度。验证了开方系数取4.85时更接近工程实际,发现结构层下部路基工作区深度随着改良黄土垫层厚度增加而减小,随着轴载增加而变大。在标准轴载下,铺设40cm、60cm、80cm厚改良黄土垫层均不需进行路基底部素土超挖回填压实。