水工沥青混凝土配合比设计规程（DLT 5910-2026）

DL/T5910-2026水工沥青混凝土配合比设计规程目次1总则2术语和符号 22.1术语 22.2符号 33基本规定 44沥青混凝土配合比参数选择与计算 55沥青混凝土配合比初选试验 66沥青混凝土配合比验证与调整 77沥青玛蹄脂、细粒沥青混凝土和沥青砂浆配合比设计 87.1沥青玛蹄脂配合比设计 87.2细粒沥青混凝土和沥青砂浆配合比设计 8附录A沥青混合料真空密封法密度试验 9附录B沥青玛蹄脂密度试验 10本规程用词说明 12引用标准名录 13附：条文说明 1411总则1.0.1为规范水工沥青混凝土配合比设计，保障水工沥青混凝土工程质量，制定本规程。1.0.2本规程适用于水电水利工程沥青混凝土配合比设计。1.0.3水工沥青混凝土配合比设计，除满足本规程规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。22术语和符号2.1术语2.1.1沥青bitumen用于水电水利工程防渗、胶结等要求的石油沥青。2.1.2矿料mineralmaterial用于水工沥青混凝土的粗骨料、细骨料和填料的总称。2.1.3掺料admixture用于改善沥青混凝土性能而掺加的材料。2.1.4水工沥青混凝土hydraulicasphaltconcrete用于水电水利工程的沥青混凝土统称为水工沥青混凝土。2.1.5沥青混凝土心墙asphaltconcretecore设置在土石坝坝体内部的沥青混凝土防渗结构。2.1.6沥青混凝土面板asphaltconcretefacing设置在堆石坝、砌石坝、渠道等水工建筑物表面和蓄水库（池）库岸、库底的沥青混凝土防渗结构。2.1.7细粒沥青混凝土fineaggregateasphaltconcrete细骨料含量较多的沥青混凝士，用于沥青混凝土面板与岸坡刚性建筑物接头处的楔形体，使其具有斜坡稳定性和柔性。2.1.8沥青砂浆asphaltmortar沥青与细骨料及填料拌和形成的沥青混合料，主要用于沥青混凝土防渗结构与刚性建筑物接头部位的楔形体，使其具有柔性。2.1.9沥青玛蹄脂asphaltmastic由沥青和填料按一定比例在高温下配制而成的沥青胶浆涂层材料，主要用于封闭防渗层表面孔隙，延缓防渗层老化。2.1.10计算矿料级配calculatedgradationofmineralmaterial通过矿料级配公式计算得到的矿料级配。2.1.11矿料合成级配compositegradationofmineralmaterial粗骨料、细骨料和填料按适当比例掺配得到的混合矿料的实际级配。2.1.12级配指数gradationindex3矿料级配的特征参数，表征粗细骨料的相对用量。级配指数大则粗骨料用量多，细骨料用量少；反之亦然。2.1.13填料用量fillercontent粒径小于0.075mm颗粒矿料占矿料总质量的比值，以百分数计。2.1.14沥青含量bitumencontent沥青混合料中沥青质量与沥青混合料总质量的比值，以百分数计。2.1.15油石比asphaltaggregateratio沥青混合料中沥青质量与矿料总质量的比值，以百分数计。2.1.16粉胶比fillerasphaltratio沥青混合料中填料质量与沥青质量的比值。2.2符号P1-矿料在筛孔尺寸为di时的通过率，%；P0.075-填料用量，%；r-级配指数；d某一筛孔尺寸；mm；Dmax--骨料最大粒径；43基本规定3.0.1水工沥青混凝土配合比设计应根据工程要求、结构型式、设计指标、施工条件和原材料状况，确定各组成材料的用量，配制出性能指标满足要求，又经济合理的沥青混凝土。3.0.2面板防渗层沥青混凝土应满足防渗、变形、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等性能要求，面板整平胶结层、排水层沥青混凝土应满足渗透性、高温稳定性和水稳定性等性能要求，面板封闭层应满足变形、高温稳定性和低温抗裂性的要求。3.0.3心墙沥青混凝土应满足防渗、变形、强度、耐久性等性能要求。3.0.4配合比设计试验所用的原材料应采用工程实际使用的原材料，原材料各项技术指标应符合现行行业标准《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》NB/T11015、《水工碾压式沥青混凝土施工规范》DL/T5363和《土石坝浇筑式沥青混凝土防渗墙施工技术规范》DL/T5258等相关标准的规定。3.0.5沥青、骨料、填料等原材料和沥青混凝土的试验应符合现行行业标准《水工沥青混凝土试验规程》DL/T5362的规定，纤维、改性掺料等原材料的试验应符合国家现行有关标准的规定。54沥青混凝土配合比参数选择与计算4.0.1在原材料选择与品质试验基础上，根据使用部位要求，按表4.0.1选择面板和心墙沥青混凝土的骨料最大粒径、级配指数、填料用量和沥青含量。表4.0.1骨料最大粒径、级配指数、填料用量和沥青含量范围种类骨料最大粒径(mm)级配指数填料用量(%)沥青含量(%)面板防渗层不宜大于160.2~0.48~166.5~7.5整平胶结层不宜大于190.7~0.96~103.5~5.0排水层不宜大于26.50.8~1.03~3.53.0~4.0心墙（碾压式）不宜大于190.35~0.4410~146.0~7.5心墙（浇筑式）不宜大于190.3~0.3612~188.0~13.04.0.2根据工程大小和重要性，宜选择2~3组级配指数、3~5组填料用量、4~5组沥青含量进行配合比初选设计。整平胶结层、排水层沥青混凝土级配指数间隔宜为0.05~0.1，防渗层和碾压式心墙沥青混凝土宜为0.05，浇筑式心墙沥青混凝土宜为0.03。填料用量间隔宜为1%~2%，沥青含量间隔宜为0.2%~0.3％。4.0.3沥青含量应与填料用量相匹配。面板整平胶结层粉胶比宜控制在1.0~1.6，排水层粉胶比宜控制在0.7~1.0，防渗层粉胶比宜控制在1.3~1.8。碾压式心墙粉胶比宜控制在1.5~2.2，浇筑式心墙粉胶比宜控制在1.2~1.6。4.0.4根据选择的骨料最大粒径、级配指数和填料用量，采用公式（4.0.4）计算沥青混凝土的矿料级配：Pi式中P1筛孔尺寸为di时的通过率，%；P0.075r-级配指数；d1某一筛孔尺寸，mm；Dmax-骨料最大粒径，4.0.5根据计算得到的矿料级配，确定各级矿料比例，得到实际矿料合成级配。4.0.6采用质量法计算得到每立方米沥青混凝土中各级骨料、填料和沥青的用量。65沥青混凝土配合比初选试验5.0.1根据不同配合比的沥青混凝土试验结果确定初选配合比，试验项目应符合下列要求：1面板整平胶结层、排水层沥青混凝土进行密度和渗透试验，测定孔隙率和渗透系数，密度试验可采用体积法、蜡封法、真空密封法等试验方法，真空密封法试验过程见附录A。2面板防渗层沥青混凝土进行密度和斜坡流淌值试验，测定其孔隙率和斜坡流淌值。3碾压式心墙沥青混凝土进行密度和马歇尔稳定度试验，必要时还应进行劈裂和小梁弯曲试验，测定其孔隙率、马歇尔稳定度和流值、劈裂抗拉强度和破坏拉伸应变、最大弯拉应变、抗弯强度、弯曲破坏变形模量。4浇筑式心墙沥青混凝土进行热沥青混合料的黏度和分离度试验，测定混合料黏度和分离度，并进行密度和马歇尔稳定度试验，测定其孔隙率和马歇尔稳定度。5.0.2初选面板防渗层沥青混凝土配合比时，在孔隙率和斜坡流淌值满足要求的前提下，应结合变形和低温抗裂的要求，合理的选择沥青含量。5.0.3初选碾压式心墙沥青混凝土配合比时，当地年平均气温在20℃以上的工程，孔隙率和最大弯拉应变满足要求的前提下，宜选马歇尔稳定度或劈裂抗拉强度、抗弯强度、弯曲破坏变形模量较大的配合比作为初选配合比。抗震性要求高时，沥青含量可适当提高。76沥青混凝土配合比验证与调整6.0.1根据沥青混凝土设计指标要求，对初选配合比进行性能验证，试验项目宜符合下列要求：1面板整平胶结层、排水层沥青混凝土进行热稳定性和水稳定性试验，测定热稳定系数和水稳定系数。2面板防渗层沥青混凝土进行渗透、小梁弯曲、拉伸、冻断、水稳定性和圆盘试验，测定其渗透系数、最大弯拉应变、拉伸应变、冻断温度、水稳定性系数、挠度和挠跨比（圆盘试验）。3碾压式心墙沥青混凝土进行水稳定性、单轴压缩、拉伸、小梁弯曲、静三轴试验，测定其水稳定系数、抗压强度、压应变、受压变形模量、拉伸强度、拉伸应变、最大弯拉应变、抗弯强度、弯曲破坏变形模量、黏聚力和内摩擦角。抗震性要求高时，宜进行动三轴试验，测定动弹性模量和阻尼比等动力特性参数。4浇筑式心墙沥青混凝土进行水稳定性、渗透、流变试验，测定其水稳定系数、渗透系数、结构黏度和异变指数。6.0.2对面板整平胶结层和防渗层沥青混凝土，宜进行敏感性试验。分别增减击实次数、填料用量、沥青含量，降低击实温度，检验沥青混凝土的孔隙率是否仍满足要求。6.0.3沥青混凝土性能不满足设计要求时应对配合比进行调整，所有性能均满足设计要求的配合比即为确定的配合比。6.0.4室内试验确定的配合比在用于生产之前，应进行现场试验，根据试验情况对配合比进行检验和调整，形成施工配合比。6.0.5施工配合比应根据现场原材料变动情况进行动态调整。87沥青玛蹄脂、细粒沥青混凝土和沥青砂浆配合比设计7.1沥青玛蹄脂配合比设计7.1.1封闭层沥青玛蹄脂宜使用改性沥青。7.1.2沥青玛蹄脂中沥青和矿粉的比例宜为（30~40):(60~70)，可选择2~3个比例进行沥青玛蹄脂的密度、软化点、柔性、斜坡稳定性和低温抗裂试验，所有性能指标满足设计要求的配合比为确定的配合比。7.1.3沥青玛蹄脂密度试验方法见附录B。7.2细粒沥青混凝土和沥青砂浆配合比设计7.2.1细粒沥青混凝土和沥青砂浆的填料用量和沥青含量宜按表7.2.1选取，宜选择不少于3个比例，拌制细粒式沥青混合料、沥青砂浆，并通过试验确定最佳填料用量和沥青含量。表7.2.1细粒沥青混凝土和沥青砂浆填料用量和沥青含量范围种类骨料最大粒径(mm)填料用量(%)沥青含量(%)细粒沥青混凝土不宜大于9.512~207.0~8.0沥青砂浆不宜大于2.3620~3510.0~16.07.2.2对细粒沥青混凝土进行密度、斜坡流淌值和小梁弯曲试验，测定其孔隙率、斜坡流淌值和最大弯拉应变。所有性能均满足设计要求的配合比为确定的配合比。7.2.3对沥青砂浆进行密度、小梁弯曲试验和分离度试验，测定其孔隙率、最大弯拉应变和分离度。所有性能均满足设计要求的配合比为确定的配合比。9附录A沥青混合料真空密封法密度试验A.0.1本方法适用于吸水率较大的面板整平胶结层和排水层试件的密度的测定。A.0.2仪器设备及材料应符合下列要求：1真空密度测试仪2聚合物密封袋：不透水及密封性能良好、柔软抗穿透，可分别用于10.16cm、15.24cm等不同试样密封。3天平：量程不小于3kg，最小分度值为0.1g。4其他：网篮、溢流水箱、试件悬吊装置等。A.0.3试验应按以下步骤进行：1称量干燥试件在空气中的质量，记为m1，精确至0.1g。当为钻芯法取得的非干燥试件时，应用电风扇吹干12h以上至恒重作为空气中质量。2根据试件尺寸大小选择合适的密封袋，将试件放入密封袋内，并将试件光滑的一面置于底部，密封袋密封处距试件保留25mm的距离。3将密封袋放入真空密度测试仪，抽真空密封。4从真空室内将密封的试件取出，轻拉密封袋的任何部位，检查是否有松弛区域，如果有松弛表明试件密封不严，此时需要按照步骤2开始重新进行密封。5称取密封试件质量，记为m2，精确至0.1g。6将密封试件放于20℃的水中称质量，注意将试件及袋子全部浸入水中，密封袋不要接触水箱边，测得水中质量，记为m3，精确至0.1g。7从水箱中取出密封试件，将试件从密封袋中取出，称取试件的空中质量，记作m4，精确至0.1g，并与初始质量相对比，质量变化应在-0.08%~+0.04%，否则应重新试验。A.0.4沥青混凝土密度按下式计算，精确至0.01g/cm3：ρ=m式中：ρ--试件密度，g/cm1- 干燥试件的质量，g；m2- 密封试件的质量，g；m3--密封试件的水中质量，g；m4--密封袋取走后，试件的空中质量，g；ρw--20℃水的密度，Pr-密封袋密度，由厂家提供，g/c10附录B沥青玛蹄脂密度试验B.0.1本方法适用于沥青玛蹄脂的密度测定。B.0.2仪器设备及材料应符合下列要求：1密度瓶：带塞的磨口玻璃瓶，形状和尺寸如图B.0.2所示。图B.0.2密度瓶（单位：mm）2恒温水槽：可自动控温，控温精密度为0.1℃。3烘箱：200℃，可自动控温。4天平：量程不小于100g，最小分度值不大于0.001g。5滤筛：筛孔尺寸为0.6mm、2.36mm的各1个。6温度计：测量范围为0℃～50℃，分度值为0.1℃。7烧杯：规格为600mL~800mL。8干燥器：真空干燥器。9其他：洗涤剂、玻璃仪器清洗液，三氯乙烯（分析纯）、蒸馏水、软布、滤纸等。B.0.3试验应按以下步骤进行：1试验准备：用洗液、水和蒸馏水洗涤密度瓶，烘干后带瓶塞一起称其质量，记为m1，精确至0.001g。将盛有蒸馏水的烧杯浸入恒温水槽中，在烧杯中插入温度计。使恒温水槽及烧杯内水的温度达到20℃±0.1℃。2密度瓶标定：将密度瓶及瓶塞放入恒温水槽中的烧杯内，烧杯底浸没深度不小于100mm，烧杯口露出水面，并用夹具将其固定，烧杯内水的深度应超过密度瓶顶部40mm以上。待烧杯中水温再次达到试验温度并保持30min后，盖紧密度瓶瓶塞，使多余的水由瓶塞上的毛细孔挤出，密度瓶内不应有气泡。将烧杯从水槽中取出，再从烧杯中取出密度瓶，立即用干净软布将瓶塞顶部擦拭一次，再迅速擦干密度瓶外面的水分，称其质量，记为m2，11精确至0.001g。3沥青玛蹄脂密度的测定：将试样注入密度瓶容量的2/3。注入时应避免试样黏附在瓶口或上方瓶壁，并防止混入气泡。取出装有试样的密度瓶，移入干燥器中，在室温下冷却不少于lh，连同瓶塞称其质量，记为m3，精确至0.001g。从水槽中取出盛有蒸馏水的烧杯，将蒸馏水注入密度瓶，再连同瓶塞放入烧杯中，把烧杯放回已达20℃±0.1℃的恒温水槽中，从烧杯内的水温达到20℃±0.1℃起保温30min，用细针挑除上升到密度瓶水面的气泡，再用保温过的瓶塞塞紧密度瓶，使多余的水从瓶塞上的毛细孔挤出。从水中取出密度瓶，按前述方法迅速擦干瓶外水分，称其质量，记为m4，精确至0.001g。B.0.4试验结果处理应符合下列要求：1沥青玛蹄脂密度按下式计算，精确至0.001g/cm3。ρb式中ρb--沥青玛蹄脂密度，m1-密度瓶的质量，g；m2-密度瓶和所盛满水的质量，g；m3-密度瓶和试样的质量，g；m4-密度瓶、试样和水的质量，g；Pw-水的密度，20℃水的密度为0.998g/cm3。2同一样品平行试验两次，以两次测值的平均值作为试验结果。3精密度要求：重复性试验的允许差为0.01g/cm3，再现性试验的允许差为精确至0.02g/cm3。12本规程用词说明1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。2）表示严格，在正常情况均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应按．....．执行”或“应符合．....．的规定”。13引用标准名录《土石坝浇筑式沥青混凝土防渗墙施工技术规范》DL/T5258《水工沥青混凝土试验规程》DL/T5362《水工碾压式沥青混凝土施工规范》DL/T5363《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》NB1101514水工沥青混凝土配合比设计规程条文说明15目次1总则 162术语和符号 173基本规定 184沥青混凝土配合比参数选择与计算 235沥青混凝土配合比初选试验 316沥青混凝土配合比验证与调整 357沥青玛蹄脂、细粒沥青混凝土和沥青砂浆配合比设计 367.1沥青玛蹄脂配合比设计 367.2细粒沥青混凝土和沥青砂浆配合比设计 37161总则1.0.1本条款明确了制定本规程的意义。随着茅坪溪、冶勒、尼尔基、龙头石等大型水利枢纽的成功修建和张河湾、西龙池、宝泉等抽水蓄能电站的竣工建设，用沥青混凝土作为水利工程中防渗材料在近几年来成为工程界的热点和焦点，据国际水电协会（IHA）发布的2021全球水电报告，截至2020年底，全球抽水蓄能装机规模约1.6亿千瓦，占储能总规模的94%，另有超过100个抽水蓄能项目在建，2亿千瓦以上的抽水蓄能项目在开展前期工作。但目前还没有一套公认的方法和步骤来进行沥青混凝土配合比设计。1.0.2本条款明确了规程适用范围。1.0.3与本规程有关的、难以详尽的技术规定，应符合国家现行有关标准的规定。172术语和符号2.1.10计算矿料级配是通过公式计算得到的，目前水工沥青混凝土矿料标准级配的计算基本采用的是丁朴荣教授基于富勒级配公式提出的丁朴荣级配计算公式，公式中有3个级配参数：骨料最大粒径、级配指数和填料用量，3个级配参数均为独立变量，能对各种连续级配曲线有很好的拟合。2.1.11矿料合成级配是以计算矿料级配为基准，通过调整各级矿料的比例，得到的合成矿料的实际级配。2.1.12根据近代胶浆理论，沥青混凝土被视为一种多级空间网状结构的分散体系：沥青胶浆是以沥青为介质，填料为分散相组成的分散体系；沥青砂浆是以沥青胶浆为分散介质，细骨料为分散相组成的分散体系；沥青混凝土则是以沥青砂浆为分散相，粗骨料为分散介质组成的分散体系。而这其中沥青胶浆被视为最重要的组分，对于既定材料来说，沥青胶浆的性质主要取决于填料和沥青的比例，即传统配合比设计方法提出的“填料浓度”。沥青胶浆在整个混凝土中的数量，可用胶浆和骨料的比例来表示，即传统配合比设计方法提出的“骨胶比”。“填料浓度”和“骨胶比”能够反应沥青、填料和骨料三种材料的相对数量关系，被视为是合理有效的配合比参数。但这两个配合比参数也存在一定的问题，第一个是沥青用量改变时，“填料浓度”和“骨胶比”会同时发生变化，难以对沥青混凝土的性能作出可靠的推断；另外，“骨胶比”只能反应沥青胶浆与粗细骨料之间的相对用量，而骨料内部的级配进行有效的调整。而丁朴荣级配计算公式中的级配指数，就可以达到有效调整骨料级配的作用。骨料级配曲线会随着级配指数不同而改变，级配指数增大，级配曲线下移，矿料中的细料用量相对减少。2.1.14沥青含量是指沥青在整个沥青混合料中所占的质量百分比，油石比是沥青占矿料质量的百分比。油石比是将矿料固定为100%，沥青用量成为独立变量，它的变化不影响矿料的计算，实际上较为方便，故应用较广。183基本规定3.0.1水工沥青混凝土配合比设计一般要分为室内配合比设计、现场铺筑试验和生产性试验三个阶段。第一阶段，室内配合比设计。室内配合比试验也称为目标配合比设计，就是依据水工沥青混凝土技术要求，选择合适的原材料进行一系列配合比参数组合，开展室内试验，优选出能满足各项技术要求的配合比参数，确定用于现场摊铺试验的配合比。第二阶段，现场铺筑试验。由于室内配合比设计所用的原材料一般是从现场抽取，经过了室内加工处理，如剔除超逊径、石粉等，因此会导致配合比所用的原材料与现场原材料不完全一致，需要通过现场试拌、试铺对室内配合比进行验证及适当调整，并确定沥青混凝土原材料制备、存储、拌和、运输、摊铺等过程的工艺流程和工艺参数，以指导沥青混凝土施工。现场铺筑试验一般在施工场地以外进行，如拌和系统内、弃渣场、公路旁等。第三阶段，生产性试验。生产性铺筑试验是将现场铺筑试验验证的室内配合比和确定的施工参数及工艺流程，上坝试生产的生产性试验，由于正式施工的连续性以及各工序的配合等因素，使得现场铺筑试验和实际施工还是存在较大的差异，因此需要在施工部位上进行生产性试验，验证现场铺筑试验确定的施工工艺和质量检测与控制方法。3.0.2面板排水层的作用是保证渗漏水的排出，将沥青混凝土面板下的渗漏水迅速汇集并排出填筑体外，保证库水位迅速下降时沥青混凝土面板不出现反向水压力。整平胶结层位于过渡层上部、防渗层下部，主要为防渗层的铺筑和碾压提供坚实的基础，在防渗层和垫层之间起到变形、渗透及过渡连接作用。其孔隙率一般在10%~15%，属于半开级配沥青混凝土，具有良好的排水作用，如何在做到大孔隙的前提下，使得沥青混合料的热稳定性和水稳定性满足要求是配合比设计的关键。防渗层是整个沥青混凝土面板的核心，其他的结构层次都是为了让防渗层能够充分发挥防渗效果而设置的。其材料特点是骨料最大粒径小、沥青及填料用量高。在细粒、高沥青用量、高填料用量的情况下，如何考虑沥青混合料的高温稳定性和低温变形性是配合比设计的关键。封闭层一般采用沥青玛蹄脂，作用是为了闭合沥青混凝土防渗层的表面局部微小缺陷，提高面板的防渗性能，延缓防渗层的老化。为了达到高温不流淌、低温不冻裂的效果，一般对沥青的品质及填料要求较高。沥青混凝土防渗面板直接暴露在坝体外部，除了必须具备良好的防渗能力之外，沥青19混凝土的稳定性和变形能力还必须能够应对各种极端外界条件。实际应用过程中，对沥青混凝土的性能要求是很高的，而要满足最终的性能要求，合理的配合比设计就显得尤为重要。水工沥青混凝土面板配合比设计，就是要在保证水工建筑物满足防渗、工程运行安全可靠的前提下，确保沥青混凝土粗骨料、细骨料、填料、掺料和沥青等材料的材质、用量合理，使沥青混凝土既能满足工程的各项技术要求，又具有较好的施工和易性，同时符合经济型原则。3.0.3心墙设置在土石坝内部，两侧有坝壳料支撑和保护，坝壳料主要是过渡料和坝体填筑土石料或分区堆石料。碾压式沥青混凝土心墙土石坝对沥青混凝土心墙的基本要求是具有良好的防渗、适应变形和耐久性能。浇筑式沥青混凝土浇筑后可靠自重压密而不必机械碾压，因此需要有较好的施工流动性；需要有良好的稳定性，保证质量均匀不离析；需要有良好的抗流变性保证防渗心墙的力学稳定性。3.0.4目前存在项目初期原材料还未确定的情况下，临时采用其他非项目实际使用的原材料开展配合比试验的情况。这种情况下，即使配合比设计阶段各项性能指标完全满足要求，但实际使用时，往往会出现各种与配合比试验结果不匹配的问题，导致配合比无法正常使用。因此，配合比设计阶段所使用的原材料种类、加工方式应与现场最终实际使用的原材料保持一致。沥青材料的品种和标号选择除要考虑工程类别、当地气温、运用条件和施工要求外，更要考虑沥青混凝土的结构性能要求。《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》NB11015-2022制定时，已不再制定水工沥青技术要求，而是直接采用道路石油沥青质量要求最高标准（A级）作为水工沥青混凝土的石油沥青技术要求。对于沥青混凝土性能有特别要求的沥青混凝土面板防渗层，可专门提出沥青质量技术要求由厂家专门生产，也可采用改性沥青。我国三峡茅坪溪防护大坝、冶勒水电站大坝、金平水电站大坝和下坂地水电站大坝沥青混凝土心墙采用了与AH-70号重交通道路沥青。西龙池抽水蓄能电站库盆沥青混凝土面板防渗层和封闭层采用了AH-90重交通道路沥青作为基质的SBS改性沥青，其他层采用了AH-90重交通道路沥青。天荒坪抽水蓄能电站库盆沥青混凝土面板采用了中东进口的B80号沥青。沥青品质的变化会对沥青混凝土的低温柔性产生决定性的影响，尤其是对于防渗层。以呼和浩特抽水蓄能电站为例，呼蓄工程极端最低气温-41.8℃，设计要求防渗层面板低温冻断温度≤-43℃，此种条件下沥青混凝土面板的低温抗裂国内外无成功案例借鉴，防渗层20面板低温抗裂难度很大。解决防渗层低温抗裂问题，主要从两个方面进行：选用合适的改性沥青和优化配合比。先后对国内四家单位的13种改性沥青进行了试验，在平均冻断温度方面的进展从一开始盘锦中油辽河公司3＃改性沥青的-43.0℃，到中国水科院SK-2改性沥青的-45.7℃，最终是中国水科院5#＊改性沥青的-47.5℃。在这一工作的支撑下，呼蓄上水库的沥青混凝土防渗方案得以推进，最终选用了盘锦的水工5＃改性沥青。山东沂蒙、江苏句容、河北易县项目采用的水工沥青均为微改性沥青，其与传统基质沥青和改性沥青有本质的区别，特别表现在低温延度和老化后延度有显著提升。碱性骨料与沥青的黏附力高，由碱性骨料制备的沥青混合料，在长期与水接触中，其水稳定性较好，故一般采用碱性岩石加工碎石做粗骨料。当需用酸性或中性岩石时，必须有充分的试验论证。当需要采用酸性骨料时，应采取相应措施（如加入防剥离剂），以改善其与沥青的黏附力，提高其水稳定性。目前国内外对于使用酸性骨料的限制在逐渐放宽，部分项目已开始使用酸性骨料。骨料的粒形对混合料的高温稳定性有很大的影响，高温条件下沥青的粘结作用会严重降低，而此时骨料之间的嵌挤摩擦对混合料的强度贡献比重要比常温时要大幅加大，如果使用棱角性差的骨料，骨料之间缺乏嵌挤摩擦作用，在高温下稳定性降低会表现的非常明显。使用棱角性差的骨料，混合料高温稳定性下降的另外一个原因是磨圆度高的骨料比表面积小。在沥青用量相同的情况下，棱角越丰富、比表面积越大的混合料中的结构沥青含量越多。结构沥青含量的增大会造成混合料中沥青结合料的粘结力增强，进而使混合料抵抗高温变形的能力得到加强。经反复试验对比两种不同棱角骨料，通过检测拌制的沥青混合料的高温斜坡稳定性，验证骨料棱角的重要性。结果发现，磨圆度高的骨料会严重影响斜坡流淌值指标，磨圆度高的骨料拌制的沥青混合料斜坡流淌值基本在棱角性好的骨料的2~3倍左右。长安大学研究不同棱角性料拌制的沥青混合料的抗车辙性能，试验结果表明当粗骨料棱角性从3.95增大到5.54时，混合料的动稳定度增加幅度达40.25％。武汉理工大学研究表明骨料粒形对水工沥青混凝土的抗斜坡流淌性能影响显著，而破碎加工方式往往决定了集料的粒形。采用集料图像测量系统Form2D可很好地表征集料的棱角性，反击破比冲击破能更好加工出棱角性高和粒形好的集料，其更有利于改善沥青混凝土的抗斜坡流淌性能。碎石表面比较粗糙，可以提高与沥青的黏附力，亦可提高沥青混合料的咬合力，故规定沥青混凝土的骨料应尽量采用碎石。如果采用天然卵石加工碎石时，增大卵石与碎石最大粒径比例，目的在于增大碎石的破碎面。根据计算和经验，其粒径比应在3倍上，且用21量不宜大于粗骨料总量的50％。沥青混凝土的粗骨料粒径较小，形状又要求近于立方体，故应选用适于破碎尺寸较小、形状较好的碎石机。根据国内工程的经验，以反击式破碎机为宜。水工沥青混凝土细骨料目前主要采用人工砂和天然砂。人工砂洁净、有棱角，对沥青混凝土的强度和稳定性有利，推荐优先使用人工砂。天然砂一般级配良好，但含酸性矿物和泥质较多，符合要求的天然砂和人工砂掺配使用可以改善沥青混凝土的级配和施工压实性，用量不宜超过细骨料总量的50％。石灰岩粉和白云岩粉是最常用的填料，因这两种碱性矿粉（尤其是石灰岩粉）与沥青可发生较强的化学吸附，能有效地提高沥青混凝土的性能。另外，滑石粉是工业产品，颗粒极细，几乎可全部通过0.075mm筛孔，是一种质量很好的填料，但其价格较高，使应用受到限制，只在一些特殊部位采用。粉煤灰是一种工业废料，比较经济，但根据国内经验，采用粉煤灰做填料的沥青混凝土，和易性很差，难以压实；采用水泥作填料的沥青混凝土，强度有所提高，但变形性能变差。因此粉煤灰、水泥等作为水工沥青混凝土填料应进行试验研究论证。目前，国内沥青混凝土施工中，基本上都是采用石灰岩粉、白云岩粉、水泥生料作为填料。掺料是以小剂量掺入沥青混凝土中的一些特殊的材料。目的是为了改善沥青混凝土的某些技术性质，使之满足工程要求。掺料在水工沥青混凝土中虽然用量很少，但在技术经济上影响甚大，故应慎重加以选择。目前，掺料在浇筑式沥青混凝土工程中使用较多；对于碾压式沥青混凝土心墙施工，国内的工程实例基本没有使用掺料；碾压式沥青混凝土面板施工，国内在已建的面板工程中已使用。在水工建筑物防渗结构中，国内工程常用的掺料是消石灰、水泥、橡胶、树脂、木质纤维等。（1）消石灰和水泥。消石灰和水泥都是国内外广泛应用的抗剥落剂，能够有效改善沥青与骨料的黏附性，试验表明，掺加1%~3％的消石灰或水泥，能够有效改善酸性骨料沥青混凝土的水稳定性，在我国的正岔、石砭峪和坑口等工程中都得到了成功的应用。（2）橡胶和树脂。橡胶和树脂是常用的沥青改性剂，用于改善沥青的高温热稳定性和低温柔性。常用的材料包括橡胶类（丁苯橡胶SBR、氯丁橡胶CR）、树脂类（聚乙烯PE、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA）、热塑性橡胶改性沥青（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS)，另外再生胶粉也是目前常用的沥青改性剂，其来源主要包括废旧轮胎胶粉、废旧胶鞋胶粉、织物纤维胶粉等，其中已以废旧轮胎22胶粉的质量最好。（3）纤维。常用的纤维包括木质素纤维、聚酯纤维和矿物纤维，主要用于改善沥青混凝土的热稳定性。张河湾抽水蓄能电站上水库工程的试验研究表明，木质素纤维掺量占沥青混凝土质量的0.3％时，斜坡流淌值仅为不掺纤维时的1/5。沥青的组分复杂，同一种掺料用于不用的沥青，效果不尽相同，甚至出现较大的差异，所以实际效果只能通过试验检验，最佳掺料也要通过试验确定。如消石灰和水泥能够增强沥青与骨料之间的黏附性，但有关研究表明，掺量超过5％后会影响沥青混凝土的柔性。234沥青混凝土配合比参数选择与计算4.0.1本条规定了配合比设计时，级配指数、填料用量、沥青含量的选择范围。影响水工沥青混凝土配合比参数选择的因素很多，主要包括工程所在地的气候条件、地质条件、原材料性能、施工条件、工程运用条件等。表4.0.1所列的配合比参数推荐范围参考《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》NB/T11015-2022。整平胶结层、排水层推荐的级配指数范围分别为0.7~0.9和0.8~1.0，级配指数决定粗细骨料的比例，其值越大，粗骨料含量就越多。试验研究表明，马歇尔试件孔隙率随着级配指数（0.6~0.9）的增加而增大，即填料用量和沥青含量一定的情况下，偏粗的矿料级配能得到较大孔隙率。但级配指数达到0.9之后，粗粒含量达到70%，骨架结构开始发挥，级配指数继续增大，则有可能造成现场混合料离析和压实困难。粗骨料最大粒径对浇筑式沥青混凝土的力学性质和施工特性有一定的影响。骨料粒径过大，容易导致施工过程中粗细骨料容易分离，粗骨料（尤其是骨料颗粒偏大的）容易下沉，而造成细骨料及沥青上泛，表面泛油严重，因此构筑物内部结构因骨料分离而形成分层，对于浇筑式沥青混凝土来说，此种现象更为显著。表1～表4分别列举了已建工程项目在沥青混凝土面板和心墙中采用的骨料配比。表1已建工程面板整平胶结层骨料比例工程名称最大粒径（mm）配合比碎石（%）人工砂和河砂（%）填料（%）里册峪25,4060~7024~364~6红河2557385南谷洞2572235石砭峪25,3048~8414~472~4坑口25,3054~8114~413~5车坝2063325峡口2566286天荒坪22.473.919.46.7西龙池198313.53.5张河湾（整平防渗层）1645.943.910.224宝泉1982.212.86表2已建工程面板排水层骨料比例工程名称最大粒径（mm）配合比碎石（%）人工砂和河砂（%）填料（%）石砭峪25,3091.853.2牛头山20~3093.833.2张河湾198893表3已建工程面板防渗层骨料比例工程名称最大粒径（mm）配合比碎石（%）人工砂和河砂（%）填料（%）里册峪20,1527~3553~6012~13红河1539~4544~5011南谷洞20385111石砭峪20,1519.4~28.661.6~709.8~10.6峡口1538.346.715天荒坪1648.336.715西龙池16434512张河湾1641.746.212.1宝泉1646.240.811表4已建工程碾压式沥青混凝土心墙级配参数工程名称最大粒径（mm）配合比碎石（%）人工砂和河砂（%）填料（%）辽宁碧流河2558.528.513新疆坎尔其2040.349.710三峡茅坪溪2047.440.612四川冶勒2059.628.412黑龙江尼尔基2062.625.212.2新疆照碧山2042.444.613新疆下坂地2052.633.41425四川黄金坪2055.831.213西藏旁多2062.425.811.8另外，目前已建碾压式沥青混凝土心墙填料用量基本在10%~14％范围内，其中采用12％和13％的最多。考虑到实际施工过程中粗骨料粒径分布不均匀性，出现粒径整体偏小的情况，甚至出现粒型不规则，均会造成骨料空隙率偏大的情况发生，当14％填料用量不能获得最佳性能指标，可适当提高填料用量的上限，碾压式心墙填料用量范围可放宽到10%~15%。矿料级配确定之后，沥青含量就是影响沥青混合料性能的唯一因素。面板整平胶结层为半开级配沥青混凝土，通过骨料的咬合作用使沥青混凝土面板与排水垫层结合良好，并且具有较好的变形、渗透及过渡作用，具有良好的排水作用，其孔隙率大，这种大孔隙的沥青混合料要满足热稳定性和水稳定性的要求，就需要有非常合理的沥青含量。如沥青含量不合理，沥青膜过薄、结构沥青不足，或者自由沥青过多等都会导致部分的物理性能指标难以满足要求。而对于防渗层来说，沥青含量一般都会达到6.5％以上，6.5％以上的沥青含量基本能够保证防渗效果，但并不一定能保证沥青混凝土的低温柔性，此时沥青含量仍然是影响沥青混凝土低温变形能力的关键性指标，根据以往经验，其影响要远远超过矿料级配的影响。浇注式沥青混凝土心墙材料是一种无空隙型的沥青混凝土材料。施工时，只需简单地将热拌好的沥青混合料直接浇注到浇注仓内，利用其热态的流动性使之在仓内自流平，在浇注过程中不产生离析现象，不需对沥青混合料施行碾压或振捣（实际现场施工是要振捣），在流平及自然冷却过程中，凭借自重实现密实。为达到施工的要求，浇注式沥青混凝土的沥青含量比碾压式混凝土的沥青含量要大，属富沥青混凝土，其沥青数量不仅能够填充矿料的全部孔隙，而且还有一定的富余。这样一来，沥青混凝土的流变性增大，使其体积稳定性受到影响。所以，只要能够达到浇筑施工的要求，浇注式沥青混凝土的沥青含量应尽量取小值，以保证其各项力学性能都能达到设计要求，这样做也是经济的。表5～表7分别列举了国内部分已建工程的油石比。表5已建工程面板油石比工程名称油石比（%）整平胶结层排水层防渗层里册峪3.0~5.58.526红河4.38.0~8.5南谷洞5.57.5石砭峪3.0~5.83.57.7~8.8坑口4.5~6.0车坝4.5峡口4.08.0天荒坪4.37.3西龙池4.07.5~7.8张河湾（整平防渗层）5.03.57.7宝泉4.07.0呼和浩特4.38.1表6已建工程碾压式沥青混凝土油石比工程名称油石比（%）辽宁碧流河6.5新疆坎尔其6.3三峡茅坪溪（16.4℃）6.4四川冶勒（6.5℃）6.7黑龙江尼尔基6.6新疆照碧山6.8新疆下坂地（3.4℃）7.2四川金平（7.1℃）6.8四川去学6.8四川黄金坪（15.4℃）7.0西藏旁多（3.9℃）7.1表7已建工程浇筑式沥青混凝土油石比工程名称油石比（%）西沟12宝山10.6象山12恰甫其海围堰10.227喀腊塑克围堰9.6布伦口-公格尔水电站11.7尼尔基（振捣式）8.04.0.2参数选择的数量多少、组合方式可以根据工程的重要性等级及工程经验确定。对于小型工程，可在推荐范围内，根据以往类似工程经验选择配合比参数，各参数的组数可按要求组数的下限选择。配合比设计时涉及级配指数、填料用量和沥青含量等三个参数，每个参数又有多组取值，为多因素多水平试验，不同的组合方式的试验量会有很大的区别。因不同配合比设计人员在经验上存在差异，经验丰富的设计人员可能通过少量的试验就能得到需要的配合比，而没有相关经验的人员可能需要进行全面的试验，因此本条并未对三个参数的组合方式做出明确的规定。配合比设计人员可以根据需要选择组合方式，目前配合比设计常采用的是全面试验设计方法、单因素试验设计方法、正交实验设计法中的一种，或者两种相结合。全面试验设计方法包含所有的组合方式，能为配合比的选择提供充足的依据，但这种方法试验量最大，如选择3组级配指数、4组填料用量和5组沥青含量，采用全面试验设计法就会有3x4x5=60种组合方式，因此该方法适用于各参数的数量较少时，适合缺乏配合比设计经验的人员。单因素试验设计方法是以级配指数、填料用量和沥青含量三个参数中的一个作为变量，其他两个参数不变，逐一选择各参数的最佳值。如先根据经验固定一个填料用量和一个沥青用量，选择不同的级配指数进行试验，得到级配指数的最佳值，然后依次以填料用量和沥青含量为变量进行试验，得到最佳的填料用量和沥青含量。单因素试验设计方法虽然能够减少试验量，但代表性稍差。级配指数的选择间隔问题，以防渗层为例，防渗层级配指数为0.2~0.4，此范围下关键筛孔的通过率变化有10%，这对沥青混凝土的性能会造成实质性的影响，在此范围内是有优选的空间的。目前，部分项目配合比设计阶段级配指数以0.1为间隔进行试验，级配指数每间隔0.1，关键筛孔的通过率会相差5％左右，不同级配之间的差异过大，而一般以关键筛孔3％的通过率为间隔，即级配指数间隔0.05左右。目前，不同沥青含量之间的间隔基本都控制在0.2%~0.5%，若按0.5％的间隔选择沥青用量，5个沥青含量中最大最小值之间的差距达到了2.5%，而对于整平胶结层来说，适用的沥青范围基本在4%~5％之间，上下限的差距不会达到2.5％。另外，沥青混合料的孔隙率、渗透系数以及后续的热稳定性、变形和低温抗裂性能都对沥青含量较为敏感，以0.5％28的间隔设计，很可能错过最佳的沥青含量，从这一方面来说，0.5％的间隔也是偏大的。因此本条将沥青含量的间隔定为0.2%~0.3％。4.0.3粉胶比是公路沥青混凝土十分重视的一个参数，早期水工沥青混凝土通过填料浓度和骨胶比两个参数进行配合比设计，实际上填料浓度与粉胶比的意义是一样的。本条推荐的粉胶比是在总结多个工程配合比参数以及相关规范推荐的配合比参数范围的基础上提出。根据经验使碾压式心墙粉胶比控制在1.5~2.2范围内，当沥青是最佳沥青含量时，沥青混凝土的强度随矿粉用量增多而增加。当超过这一范围时，会降低沥青混凝土的抗剪强度，拌和物的和易性差。当温度下降时，容易引起冷缩裂缝。4.0.4本条文采用的级配计算公式为丁朴荣教授提出，丁朴荣矿料级配计算公式起源于富勒公式。富勒公式有两大缺点，首先是富勒公式假定各级骨料都是球形，且粒径都对应于各级筛孔，太过理想化，与骨料实际情况差别大，并不能真正反应骨料实际的最优级配；其次是一旦最大粒径一定，任意筛孔上的总通过率均已确定，无法调整。而丁朴荣教授提出的级配计算公式则是对富勒级配公式存在的问题进行了修正的公式。4.0.5合成级配曲线应尽量接近计算级配曲线，P2.36和P0.075应与计算级配一致。进行配合比设计时，可采用试算法或规划求解法确定各级骨料的用量。实际情况下，由于骨料分级少，合成级配与计算的标准级配完全相同概率较小，并且不同项目采用的原材料也存在差异，因此本条对合成级配与计算的标准级配的一致程度不作明确规定，具体到工程使用部位，需要加入约束条件使合成级配曲线与计算的标准级配曲线尽量接近，通常是两者2.36mm和0.表8矿料合成级配示例（级配指数0.4、填料用量10%）筛孔尺寸1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075配合比9.5mm~16mm100.080.58.30.20.20.20.20.20.20.221.0%4.75mm~9.5mm100.0100.099.10.90.20.20.20.20.20.218.0%2.36mm~4.75mm100.0100.0100.099.97.30.70.20.20.20.216.0%0~2.36mm100.0100.0100.0100.098.967.037.220.210.75.035.0%矿粉100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.097.291.886.610.0%合成级配100.095.980.661.245.933.623.116.913.010.5计算级配100.092.580.860.845.534.025.518.813.810.0丁朴荣虽然从级配调整上对富勒公式做了一定程度的修订，但是依然没有考虑到实际骨料与理想状态的差别。最大密度曲线理论假设骨料为球形，而实际骨料的粒形不可能达到标准的球形，且表面形貌、粒径分布及颗粒强度各不相同，实际骨料的嵌挤填充状态29也与球形颗粒存在很大的区别，因此公式计算的级配不一定是最优级配，如图1和图2所示。考虑到实际骨料与理想状态的骨料存在差距，且不同项目的骨料粒形也不尽相同，因此有必要对最大密度理论计算的级配进行优化。需要注意的是，优化只是对最大密度理论得到的级配进行局部的微调。四球排列 五球排列 八球排列图1球形颗粒排列方式图2实际骨料排列方式对于碾压式心墙沥青混凝土以及面板防渗层沥青混凝土，可参考采用振实密度试验，确定最佳粗细骨料级配和填料用量，试验步骤如下：1将2.36mm以上的各级粗骨料的比例分别增减3%~5%，进行粗骨料的振实密度试验，确定粗骨料的振实密度，根据最大振实密度确定最佳粗骨料级配；2取振实密度的95%~105％作为粗骨料的选取密度，对骨架结构要求较高的取大值，对骨架结构要求较低的取小值。计算选取密度下的空隙体积；3将细骨料和填料的比例分别增减1%~3%，进行不同比例的细骨料和填料的振实密度试验，根据最大振实密度最确定最佳细骨料和填料比例。4用细料的振实密度和粗骨料的空隙体积，结合矿料标准级配计算结果，确定所需的30细料用量。振实密度试验可参考土工试验的方法，保证各组试验条件相同即可。该方法引用了美国伊利诺州交通部的罗伯特·贝雷（RobertBailey）发明的贝雷法。贝雷法是一种系统的级配组成方法，其主要思想是以形成的集料骨架作为混合料的承重主体，同时通过调整粗细集料的比例，获得合适的矿料间隙率，以保证设计混合料具有较好的耐久性。贝雷法中提出了用于评价矿料性质的一系列参数，有助于更好地理解集料级配与混合料中空隙体积的关系，也为评价合成级配提供了一套工具。中国自从林绣贤利用该法来评价不同的级配、并利用粗细集料比检验了级配的嵌挤以来，许多工程都不同程度的利用该法设计沥青混合料的配比。为了得到期望的集料骨架结构，设计者应选取粗集料的适宜密度，从而确定粗集料的用量。确定粗集料选取密度时，必须考虑混合料是细级配还是粗级配。理论上，松装密度是粗集料形成骨架结构的下限，是粗级配混合料与细级配混合料的分界点；而干捣密度通常被看作是密级配沥青混合料中粗集料形成骨架嵌挤结构的上限，其值约为松装密度的110％以上。粗集料选取密度按松装密度的百分率计。315沥青混凝土配合比初选试验5.0.1为减小配合比设计的工作量，配合比初选试验阶段只选择部分关键性能指标进行试验。1无论是面板还是心墙，防渗都是关键，而目前的面板防渗层和心墙试件，基本上很难测出实际的渗透系数，因此配合比初选试验选择以孔隙率作为关键控制指标，代表其防渗能力。面板排水层和整平胶结层孔隙率大，是有条件测得准确的渗透系数的，且试验过程较为简单，因此在配合比初选试验阶段选择进行渗透试验。但根据天荒坪、沂蒙等沥青面板工程经验，渗透系数和孔隙率可能会出现不匹配的现象。整平胶结层的孔隙率在10%~15％的范围，排水层的渗透系数要求不小于1×10-2cm/s。针对这种大孔隙的沥青混合料试件，目前的密度试验通常采用体积法或蜡封法，但这两种方法都存在一定的弊端，且两种方法测得孔隙率基本都相差3为了解决上述问题，近年来国外有不少学者尝试用其他新型方法来测定沥青混合料的毛体积相对密度，其中真空密封法是研究较多的一个方法。美国佛罗里达州交通部（FDOT）、俄克拉荷马州交通部（ODOT）、国家沥青技术中心（NCAT）等机构利用CORELOK真空多功能密度测试仪，与传统测定方法进行了大量可行性和精准度的对比试验研究，结果表明：真空密封法具有人为干扰少，操作简单，且精准度较高的优点。ASTM在2009年就以将真空密封法写进规范，即ASTMD7370-09“StandardTestMethodforDeterminationofRelativeDensityandAbsorptionofFine,CoarseandBlendedAggregateUsingCombinedVacuumSaturationandRapidSubmersion”，在《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0707-2011中，已经提及到真空密封法（CoreLok）测量沥青混合料的毛体积密度，在《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG3441-2024已将真空塑封法正式作为无机结合料试件密度的试验方法。真空密封法使用真空密封袋的方法对待测试件进行预处理，32使得密封袋完全贴合试件表面，在测量沥青混合料试件体积时，可以最大程度还原试件的真实体积。因此本标准纳入真空密封法，作为面板整平胶结层、排水层沥青混凝土密度试验方法之一，供试验人员根据需求选择使用。2对于面板防渗层，参考西龙池、宝泉、呼和浩特等项目的资料，众多技术指标当中，斜坡流淌值和低温弯曲应变往往难以同时满足要求。对于北方地区，夏季高温天气下面板实际上也会面临斜坡流淌问题，以呼和浩特抽水蓄能电站为例，上水库极端低温-41.8℃，极端高温35.1℃；对于南方地区，抵抗高温流淌的能力会更为关键，且保证沥青混凝土的抗高温流淌性能，往往就要牺牲低温变形性能。沥青混凝土是典型的黏弹性材料，其强度和劲度模量随温度的升高而降低，斜坡上的沥青混合料，由于夏天阳光直射，其表面温度可达到70℃以上，南谷洞水库沥青混凝土面板运行期的观测资料极限值达到78℃。中国水利水电科学研究院结构材料所为宝泉工程进行配合比试验研究过程中，室外观测资料表明，沥青混凝土表面温度可达到80℃。在如此高的温度下，沥青软化，黏性减小，沥青在骨料之间起到润滑作用，沥青混凝土抗剪切能力大大减小，骨料之间有相互滑动的趋势。就沥青混凝土面板防渗层而言，为了达到渗透性小的要求，沥青含量较多，这就容易引起斜坡流淌。国内外混凝土面板工程大都或多或少发生斜坡流淌现象。有的工程斜坡流淌极为严重，以至于不得不翻修。本条文规定进行斜坡流淌值试验，目的就是首先满足高低温指标中的一项，在此基础上，综合考虑防渗层的低温指标要求，选择合适的沥青含量和填料用量。根据以往工程经验，填料用量对防渗层沥青混凝土的斜坡流淌值有很大的影响。填料用量过多时，粗细骨料就相当于悬浮在填料和沥青形成的胶浆之间，会影响高温稳定性，所以填料用量不宜选择过高。西安理工大学相关试验结果表明，在级配指数、细骨料中天然砂含量和油石比不变的情况下，随填料含量的增加弯曲应变略有下降，但变化幅度不大，且弯曲强度基本不变。3对于碾压式心墙，相比于以往工程的配合比设计，主要是在必要时将弯曲试验提到了配合比初选阶段进行。目前配合比初选试验的方法目前主要有两种，一种是传统的马歇尔稳定度试验，另一种是采用劈裂试验。采用单因素优化法进行马歇尔稳定度或劈裂试验，通过孔隙率、马歇尔稳定度或劈裂强度等指标，结合目测观察以及和易性确定初步的配合比参数。总体来说通过这两种方法设计出的配合比大体相似，优选阶段大多数试验数据集中在不同配合比参数对孔隙率、马歇尔稳定度、劈裂强度、劈裂位移的影响。目前配合比设计最大的问题就是体积设计配合比初选试验的方法是否科学有待商榷，马歇尔稳定度与33后续的力学指标之间对应关系不明显，初选配合比参数基本靠目测和经验，初选配合比的抗剪强度和变形能力等力学指标是否能同时满足要求基本无法预测，这就导致经常出现现场芯样的三轴抗剪强度偏低的情况。马歇尔稳定度／流值或劈裂强度／位移主要用于评价沥青含量和级配是否过度敏感。当沥青用量和级配在正常波动范围内时，马歇尔稳定度／流值或劈裂强度／位移应能保持相对稳定，否则应复核配合比敏感性。而将弯曲试验提到配合比初选试验设计阶段进行，可以在保证弯拉应变满足设计要求的前提下，选择强度指标相对较高的配合比参数，以便于后续的三轴抗剪强度指标容易满足。混合料应有良好的粘结性和流动性，外观亮泽但不泛油，同时运输过程中不易离析。4依据浇筑式沥青混凝土心墙的施工工艺和运行状况，确定对其配合比的主要技术要求是：具有一定的骨架性、浇筑时能流动，在工艺温度下和冷却过程中不发生骨料离析、易于自身压实。现场施工的浇筑式沥青混凝土实际上是靠自重密实成型，因此，击实法虽然能够较好的模拟碾压式沥青混凝土的施工碾压情况，但不能反映浇筑式沥青混凝土现场实际浇筑成型的特点。新疆水利水电勘测设计研究院通过新疆十余座实际工程浇筑式沥青混凝土的试验研究和施工现场调查，认为在制备马歇尔试验试件时，采取静压法更符合浇筑式沥青混凝土心墙在施工时依靠自重密实的特点。根据《水工沥青混凝土试验规程》（DL/T5262）规定，测定马歇尔稳定度及流值时，试件应在60℃的恒温水槽中恒温30min~40min。浇注式沥青混凝土试件由于沥青含量较碾压式沥青混凝土高，在60℃下试件一般会现较大的变形，导致马歇尔稳定度试验无法正常开展，因此浇筑式沥青混合料马歇尔稳定度试验温度可在试验规程60℃的基础上适当降低，目前部分项目在试验过程中采用20℃的温度，取得了较好的效果。5.0.2一般情况下，面板防渗层孔隙率随沥青含量增加而减小，斜坡流淌值随着沥青含量的增加而增大。沥青含量对低温弯曲应变起到了决定性的作用，沥青含量增大，低温柔性能够得到明显改善，沥青含量低于一定下限之后，低温性能是无法满足要求的，而较高的沥青含量之下，斜坡流淌值（高温稳定性指标）又往往会出问题。某项目将沥青含量从7％依次增大到9%，低温弯曲应变增大了一倍以上；西安理工大学相关研究显示，在特定情况下，弯应变在青含量7.0%~7.6％间化不大，当沥青含量大于7.6％弯曲应变显著增大。面板防渗层配合比初选试验时，若只进行了斜坡流淌试验，而未进行变形和抗裂试验，34配合比初选试验时就不能仅仅为了良好的斜坡稳定性而选择尽可能低的填料用量和沥青含量，这样初选的配合比往往低温变形和抗裂性能达不到要求。填料用量对低温变性能力的影响较小，可以考虑选低值。保证斜坡流淌值合格的基础上，选择较高的沥青含量可以使混合料的低温变形能力较容易满足。5.0.3沥青作为一种温度敏感性材料，其黏弹性随温度的变化而变化。低温条件下，沥青混凝土的抗剪强度指标容易满足，且配合比初选阶段保证了沥青混凝土的弯曲应变指标，所以本条未强调工程所在地气温较低时配合比设计的注意事项。温度较高时，众多验证的性能指标中，三轴抗剪强度指标是最难以满足的，当试验温度达到20℃左右时，使用普通的水工沥青往往难以达到抗剪强度的要求，尤其是施工期现场取得的芯样。因此，在配合比初选阶段，就要更多的考虑强度指标的要求，适当选择马歇尔稳定度或劈裂强度、弯拉强度和弯曲变形模量较大的配合比，更有利于后续的性能验证试验。某些工程，年平均气温可以达到20℃以上，此时在保证沥青混凝土的防渗能力的同时，应该适当降低沥青含量，甚至考虑使用改性沥青，才能保证沥青混凝土的抗剪强度满足要求。356沥青混凝土配合比验证与调整6.0.1由于整平层沥青混凝土的孔隙率大，整体稳定性较差，热稳定性试验结果会表现出较大的离散性，按照规范要求成型6个试件，往往很难得出满意的结果。热稳定性的影响因素很多，主要包括如下因素：（1）沥青的品种热稳定系数是用沥青混凝土20℃抗压强度与50℃的抗压强度的比值，如果一种沥青的温度敏感性很大，那么它的高温稳定系数就大。（2）骨料的