本学位论文介绍了膨胀土地基对工程建设的危害，分析了膨胀土主要性质，讨论了用膨胀土作为路基填筑材料存在的主要问题，提出了解决方案。结合华电长沙电厂铁路专用线Ⅱ标沿线地区的膨胀土样进行了室内土工试验，得到了天然的含水率、液限、塑限、自由膨胀率等一些室内试验指标。以生石灰作为改良剂对膨胀土进行了性质改良。进行了素土、改良土的击实试验、CBR试验、有、无荷膨胀率试验、膨胀力试验、不同龄期的石灰土无侧限抗压强度试验和抗剪强度试验等，并用有限差分法对试验结果进行分析验证，较系统研究了石灰改良膨胀土的工程性质。具体内容如下：(1)在完成了典型路段的土质调查基础上，系统分析国内外已有膨胀土的主要判别分类方法及其优缺点，提出了针对本工点的膨胀土判别指标和分类标准。确定了膨胀土路堤填料改良的试验方案。(2)阐述了膨胀土的基本工程性质和掺石灰后的改良膨胀土的机理。(3)研究了天然膨胀土和石灰改良土的最优水率、最大干密度变化规律，无侧限抗压强度的变化规律及抗剪强度规律，得到石灰改良土的强度特性。(4)研究素土、石灰改良土的有、无荷膨胀率以及膨胀力的变化规律，并采用胀缩总率对石灰改良膨胀土进行评价。(5)采用快速拉格朗日有限差分法对不同掺灰量(包括不掺灰)的膨胀土路堤边坡的稳定性进行计算分析，一方面对室内试验结果进行验证，另一方面初步获取不同掺灰量(包括不掺灰)的膨胀土路堤边坡的变形破坏规律。(6)根据前人的成果和本论文的研究成果，针对膨胀土在路基处理应用中存在的不足和有待解决的问题，本文针对长沙电厂铁路专用线工程研究并总结提出了石灰改良膨胀土路堤的施工工艺和技术要求，并提出一些合理的建议。