衬垫材料包括压实黏土、土工膜、土工织物、土工合成材料膨润土衬垫、土工格栅和土工网等。中国填埋场衬垫系统可采用以下几种形式：①单一黏土衬垫（CCL），厚度不小于2米。②土工膜（GM）与压实黏土层组成的复合衬垫系统，压实黏土层厚度不小于0.75米。③土工膜与钠基膨润土防水毯（GCL）组成的复合衬垫系统。④土工膜和自然衰减层（AL）组成得到单层衬垫结构，AL层厚度应在1米以上。⑤双层复合衬垫系统，通常要求GCL渗透系数不得大于5×10^-9厘米/秒，黏土衬垫渗透系数不得大于1×10^-7厘米/秒，自然衰减层渗透系数不得大于1×10^-5厘米/秒。美国在1982年前主要使用单层黏土衬垫，1987年后则广泛使用双层复合衬垫。20世纪90年代以来，美国所有的危险废物填埋场和近1/3州的生活垃圾填埋场设计中已规定必须使用双层复合衬垫。中国在20世纪80年代末进行卫生填埋场的建设，衬垫系统主要采用单层压实黏土衬垫或土工膜和GCL组成的复合衬垫。21世纪以来，中国填埋场开始采用双层复合衬垫。根据中国危险废物填埋污染控制标准（GB 18598—2019），柔性填埋场应采用双人工复合衬层作为防渗层。

影响衬垫系统防污性能的主要因素为填埋场渗沥液水头、污染物的种类和浓度、防渗材料的类型以及现场施工质量等。渗沥液高水头对衬垫系统的防污性能具有明显的削弱作用，尤其是当衬垫系统存在缺陷如土工膜漏洞和褶皱，压实黏土施工质量差等情形。渗沥液不同的污染物在衬垫材料中的运移参数也各不相同，例如，对一些重金属离子如Pb²⁺和有机污染物如甲苯等在CCL中会发生吸附作用，而对一些惰性离子（Cl^-）则不会存在吸附作用。污染物浓度增大后通过分子扩散形式在衬垫中的运移会加快，而温度升高亦会加快污染物的扩散。不同的衬垫材料的防污性能具有较大的差别，比如土工膜对重金属离子等无机污染物有很好的阻隔作用，有机污染物会通过分子扩散作用以较快的速度穿透厚度较薄的土工膜，而厚度较大的CCL则对有机污染物具有更好的阻隔效果。

衬垫系统的现场施工质量也是影响其服役寿命的另一重要因素。完整的土工膜对于重金属等无机污染物具有较好的防污性能，当土工膜存在施工缺陷时，如土工膜起皱和存在瑕疵的焊接，穿刺或施工缺陷造成的漏洞时，渗沥液通过土工膜的渗漏率将大幅增加。据统计，在现场施工条件较好的情况下，土工膜上的漏洞频率仅为2.5个/公顷，而对一些施工条件较差的填埋场，能达到20个/公顷甚至更多。压实黏土衬垫的施工质量亦会影响衬垫系统的防污性能。采用严格的现场施工质量控制措施使其渗透系数达到规范要求是十分重要的。

当黏土长期与污染物接触，由于离子交换和化学腐蚀，黏土的渗透系数可能会增大，因此有些学者开展了黏土材料改性的研究以提高其与渗沥液污染物的相容性。改性黏土材料包括有机膨润土、液泡膜和纳米聚合物改性膨润土等。改性旨在提高黏土材料的化学兼容性和对污染物的吸附，同时降低污染物通过黏土材料的渗透系数及扩散系数。因此需要进一步研究改性黏土材料的抗裂缝和阻止污染物运移的能力，包括污染物的扩散、渗透和吸附等，同时也需要寻找更好的改性材料和改性方法。另外，由于土层开裂及土工膜漏洞，填埋场衬垫容易发生渗沥液的渗漏，因此需要进一步研究高效、经济探测填埋场底部衬垫渗漏的有效方法。