As obras de infraestrutura viária demandam um volume significativo de matéria-prima. Durante a construção de rodovias, nem sempre há disponibilidade de materiais que atendam aos padrões de desempenho em locais próximos. Esta problemática torna urgente a investigação do desempenho de novas matérias-primas nas obras de infraestrutura viária, tais como as cinzas resultantes da queima de resíduos da indústria têxtil. Portanto, este estudo objetivou analisar o desempenho de misturas de solo e cinzas de resíduos têxteis em camadas de sub-base de pavimentos. Foram preparadas três misturas com solo e cinza, com teores de 30%, 50% e 70% de cinza adicionada ao solo, denominadas M30, M50 e M70, respectivamente. Foram realizados ensaios de caracterização geotécnica, química e mecânica. A partir da caracterização geotécnica, constatou-se que o solo local, a cinza têxtil e as misturas M30 e M50 são classificados como areia fina, enquanto a mistura M70 se classifica como silte. A composição química indicou que as cinzas são constituídas por cálcio, magnésio e silício. Os ensaios mecânicos demonstraram que a adição da cinza têxtil ao solo local aumentou a capacidade de suporte, sendo a proporção com 50% de cinza a mais viável para aplicação como sub-base.