Este estudo apresenta a caracterização de dois tipos de cinzas (de fundo e volante) obtidas da queima de carvão mineral em usinas termelétricas, tendo como objetivo avaliar sua aplicabilidade em camadas de base de pavimentos rodoviários, através da mistura destas cinzas a um solo areno-siltoso não-laterítico característico do estado do Rio de Janeiro. Foram realizados ensaios de caracterização física (granulometria e limites de Atterberg), química (fluorescência de raio-X por energia dispersiva), mecânica (compactação, módulo de resiliência e deformação permanente) e, por se tratar da utilização de resíduos industriais, ensaios ambientais de solubilização e lixiviação. Tais ensaios foram realizados para o solo puro e para as misturas de solo-cinza de fundo (30 e 40 por cento de cinzas de fundo) e solo-cinza volante (10 e 20 por cento de cinza volante), sendo estes teores relacionados ao peso do solo seco. Também foram ensaiados corpos de provas com a adição de 3 por cento cal. Baseando-se nos dados resultantes dos ensaios mecânicos foi realizado o dimensionamento mecanístico-empírico para uma estrutura típica de pavimento. As misturas com inserção de cinzas apresentaram um comportamento mecânico compatível com as exigências de um pavimento de baixo volume de tráfego. Os resultados obtidos demonstram que o solo em estudo é dependente da tensão confinante e que a inserção de cinza volante e a cura prévia aumentam consideravelmente o valor do módulo de resiliência, o que resulta na diminuição da espessura da camada de base em comparação ao solo puro, para um mesmo nível de carregamento e mesmos critérios de dimensionamento. Os resultados com as cinzas de fundo também apresentaram resultados satisfatórios, aumentando o valor do módulo de resiliência, apesar de em menores taxas do que as cinzas volantes, no caso das misturas com a presença de cal e, contudo, nas misturas sem a adição de cal, obtendo melhores resultados ao serem comparados com as misturas com a presença das cinzas volantes. Os resultados obtidos foram satisfatórios, sendo dependentes do teor e do tipo de cinza utilizado, da presença da cal, além do tempo de cura. Tais fatos, juntamente com os resultados dos ensaios ambientais ressaltam o emprego positivo de ambos os tipos de cinzas (de fundo e volante) de carvão mineral para aplicação em camadas de base de pavimentos rodoviários, minimizando problemas atuais de disposição de resíduos em lixões e aterros sanitários, dando um fim mais nobre a este material.