2.2 原材料选择及配合比设计
2.2.1 原材料
使用的沥青应优先选择专用水工沥青，同一工程宜采用同一厂家、同一标号的沥青。不同厂家、不同标号的沥青，不应混杂使用。
骨料宜采用石灰石等碱性岩石加工的碎石。当采用酸性岩石或者中性岩石时，应有充分的试验论证。防渗沥青混凝土粗骨料的最大粒径不应超过压实后的沥青混凝土层厚度的1／3，且不大于25mm；对非防渗沥青混凝土，不应超过层厚的1／2，且不大于35mm。
粗骨料可根据其粒径组分成2～4级进行配料。我国常用的粗骨料采用22～15、15～10、10～5、5～2.5四级，也有的将10～5、5～2.5两级合并为10～2.5一级。在施工过程中，应保持粗骨料级配的稳定。
细骨料应质地坚硬，级配良好，粒径组成应符合设计、试验提出的级配要求。宜选用天然砂和人工砂按3∶7到1∶9之间比例混合使用，加工碎石筛余的石屑可以作为骨料利用。
填料应采用粒径小于0.075mm的碱性矿粉，如石灰岩粉、白云岩粉、水泥等。
沥青混凝土下的涂层宜优先选择阳离子乳化沥青。阴离子乳化沥青可以采用洗洁净液、洗衣粉液或液态烧碱作为乳化剂进行加工，但性能较差，如存储时间稍长其中的沥青微粒在液相中容易失稳，相互凝聚结团，喷涂困难，且不易均匀，如发现有凝聚现象应禁止使用。阴离子乳化沥青加工应优先选用齿轮泵匀化机，就地生产，随用随产，不宜长期储存。
稀释沥青是采用沥青与汽油、煤油或轻柴油等有机溶剂配制而成，稳定性好但成本高。其溶剂种类可根据干燥速度要求选定。溶剂比例越大黏度越小，越容易渗入底层缝隙，形成黏结牢固的沥青膜。如采用稀释沥青作层间涂层时，为提高涂层的热稳定性，宜采用30号建筑石油沥青配制。为提高黏度，增加涂层厚度，沥青与溶剂的比例宜采用60∶40，如采用稀释沥青作为冷底子油时，可采用60～100号沥青配制，其与溶剂的比例宜采用30∶70或40∶60。
稀释沥青加工时沥青的温度不得超过100～120℃，沥青加入溶剂中的速度应根据溶剂的挥发性确定，挥发性快的应缓慢加入，反之则可加快。在配置时应不停的搅拌，以使其均匀。由于有机溶剂容易挥发，闪点低，应注意防火。
2.2.2 配合比
水工沥青混凝土大致可分为超量沥青混凝土、致密沥青混凝土和透水沥青混凝土。其中作为防渗墙时，考虑其热稳定性和防渗要求，其空隙率不应大于4%。对于沥青混凝土心墙可采用无孔隙的超量填充沥青以达到心墙的密实。对于面板防渗层为满足防渗要求同时防止斜坡流淌，一般采用致密沥青混凝土。对于面板整平胶结层可采用透水沥青混凝土。沥青混凝土室内配合比设计的依据是工程的设计要求，其主要技术指标有容重、孔隙率、渗透系数、热稳定性、水稳定系数、残留稳定度和根据工程具体运行条件要求的其他力学指标。
配合比设计的内容是确定粗骨料、细骨料、填料和沥青材料相互配合的最佳组成比例，使之既满足沥青混凝土技术要求又符合经济的原则。沥青混凝土配合比设计一般可参照水泥混凝土配合比设计方法，首先求出全部骨料和填料的最佳级配，再以此为基数，选择不同的沥青掺量，然后通过室内试验和现场试验确定最佳沥青用量。
2.2.2.1 矿料级配的确定
（1）标准级配法。
1）初步选择级配。根据有关的技术标准或技术资料，在推荐使用的级配范围内，选择一条或几条级配曲线作为矿料标准级配，再根据标准级配曲线确定各种矿料的配合组成，使合成级配尽可能与标准级配相近。水工沥青混凝土矿料级配和沥青用量推荐使用范围见表2－3。
表2－3 水工沥青混凝土矿料级配和沥青用量推荐使用范围表
续表
2）测定组成材料的原始数据。根据现场取样，对粗骨料、细骨料和矿粉进行筛分试验，按表2－3筛分结果分别给出组成材料的筛分曲线，同时测出各组成材料的相对密度，以供计算物理常数之用。
3）计算组成材料的配合比。根据各组成材料的筛分试验资料，计算符合要求级配的各组成材料用量比例。
4）调整级配。计算的合成级配应根据要求作必要的级配调整。
（2）理论曲线法。富勒（W.B.Fuller）和他的同事研究认为：固体颗粒按粒度大小，有规则地组合排列，粗细搭配，可以得到密度最大、空隙最小的混合料。而当矿质混合的颗粒级配曲线愈接近抛物线时，其密度愈大，由此得出富勒级配曲线也即最大密度曲线的表达式（2－2）为：
根据最大密度曲线的级配组成计算公式，可以计算出理论上某矿料达到最大密度时的颗粒粒径的通过量。但在实际应用过程中，由于矿料的轧制生产过程中的不均匀性，以及混合料在配制时的波动误差等原因，使配制的混合料难以与理想的理论级配完全吻合一致。因此，必须允许配料时的合成级配可以在一定范围内波动，为此，泰波（A.N.Talbol）在富勒级配曲线公式的基础上进行了修正，给出了级配范围曲线的计算式（2－3）为：
研究认为，通常使用的矿质混合料的级配范围（包括密度级配和开级配）的n在0.3～0.7之间取值较为适宜，其级配范围曲线见图2－2。
初选矿料级配时，可选用2～3种填料用量、2～3种级配指数进行试验。在碾压式沥青混凝土的细骨料中，可掺入一定比例的天然砂，以利于沥青混合料的压实。
2.2.2.2 沥青用量的确定
沥青用量与沥青黏度、骨料级配、骨料种类及其矿物组成、颗粒表面形状特性等因素有很大关系，可参考以往类似工程确定，通常为5.5%～8.5%。环境温度较低时，应适当加大沥青用量。沥青含量高，施工操作方便，抗渗性能好，变形量大，但刚度与强度降低。当沥青混凝土用作心墙时，沥青用量可以在7%～15%之间。具体试配时可按下列方法进行。
图2－2 沥青混凝土骨料级配范围曲线图
以估计沥青用量为中值，以0.3%间隔上下变化沥青用量制备马歇尔试件不少于5组，然后测定密度、稳定度和流值，同时计算孔隙率、饱和度及矿料间隙率。
以估计填料用量为中值，以1%间隔上下变化填料用量制备马歇尔试件不少于5组，然后测定密度、稳定度和流值，同时计算孔隙率、饱和度及矿料间隙率。
通过几组配比建立沥青用量、填料用量与沥青混凝土各项指标的关系曲线。根据试验成果选择合适的沥青用量、填料用量。然后通过现场摊铺试验验证调整，确定最佳沥青用量。