针对红黏土天然含水率高、液限高、塑性指数高、遇水变形大的特点,以广西麦岭(湘桂界)至贺州高速公路工程沿线的红黏土为例,从液限、塑限及塑性指数三个方面阐述经不同石灰掺量改良后红黏土的界限含水率变化特点,同时进行击实试验、CBR试验以及直剪试验,分析经不同石灰掺量改良后红黏土的力学性能的变化特征;并开展扫描电镜试验,结合分形理论对石灰改良红黏土的颗粒分布、尺寸、形状等微观土颗粒结构的分形维数的变化规律进行研究,进而对石灰改良红黏土的微观机理进行分析。经研究,得到以下成果:(1)通过界限含水率试验、击实试验、CBR试验以及直剪试验对不同石灰掺量下改良红黏土的液限、塑性指数、最大干密度、CBR值以及抗剪强度等物理力学性能的变化进行研究,通过对大量实验结果的分析,得到石灰改良红黏土的最佳掺量为7%,当石灰掺量为7%时石灰改良红黏土的路用性能最好。(2)结合扫描电镜试验,对红黏土及不同石灰掺量下改良红黏土的微观结构、土体离子交换反应以及土体的胶结机制进行分析。利用图像处理技术对石灰改良红黏土前后的SEM图像进行处理,并结合分形理论,对处理后的SEM图像中土体的微观颗粒结构(如:土颗粒的分布、尺寸以及形状)进行研究分析。(3)结合土体微观颗粒结构的三种分维模型,分别计算得到粒度分维数、圆形度分维数以及颗粒分布分维数,分析石灰改良红黏土的各项分形维数随着石灰掺量增加的变化特征,进而定量分析石灰改良红黏土前后微观结构性能的变化规律。(4)结合双电层理论,对石灰改良红黏土的微观力学性能的变化进行研究。从红黏土改良前后颗粒的双电层结构和结合水膜的厚度变化出发,分析土体中结合水性质的变化以及结合水膜厚度减薄的机理,从而更好地解释石灰改良红黏土的机理。