为确保沥青混凝土心墙的水稳定性和力学性能的可靠性,进行配合比设计时,粗骨料一般采用碱性岩石。但新疆地区的碱性骨料没有砾石骨料分布的范围广,采用砾石骨料可大幅度降低沥青混凝土心墙工程的造价。在我国西北地区现已兴建了几座以砾石骨料和水泥为填料配制的沥青混凝土心墙坝。在实际施工过程中,由于心墙受到碾压遍数不足和碾压温度过低等因素的影响,致使沥青混凝土心墙局部产生孔隙率较大的情况(即孔隙率接近了规范规定(3%)的上限要求)。加上心墙处于长期浸水的工作环境,沥青混凝土中的填料较易与水发生化学作用生成水化产物,从而影响沥青混凝土心墙的防渗性能及力学性能。因此,本文以水泥为填料制备孔隙率为1%、3%和以石灰石粉为填料制备孔隙率为1%的沥青混凝土试件,分别进行水稳定性试验、三轴试验、小梁弯曲试验和拉伸试验,研究长期浸水状态下的沥青混凝土水稳定性及力学性能。主要得到以下成果:(1)通过适当延长浸水时间进行水稳定性试验得出:采用水泥作填料的试件处于未浸水状态时,3%孔隙率的沥青混凝土水稳定系数较1%孔隙率的小,伴随着浸水时间的延长,3%孔隙率的水稳定系数持续增大后渐趋于稳定,而孔隙率为1%时水稳定系数呈缓慢上升趋势;孔隙率相同时,水泥填料的试件水稳定性明显优于石灰石粉,石灰石粉为填料时水稳定系数持续下降;用水泥作填料可以有效的提高沥青混凝土的抗压强度,但适应变形的能力有所减弱。(2)通过提高试件浸水的温度并延长浸水时间进行沥青混凝土长期水稳定性试验得出:水泥作填料时,孔隙率对沥青混凝土的长期水稳定性影响较大,3%孔隙率的试件与1%孔隙率的试件相比,试件的长期水稳定系数更高,但离散性变大,且压缩应变略有减小;孔隙率相同时,水泥填料的试件水稳定系数先增大后减小,明显高于石灰石粉作填料的试件,石灰石粉为填料时水稳定系数不断下降,浸泡时间达到2250h(相当于30年)时水稳定系数已小于规范规定0.9的要求;用水泥作填料明显提升了沥青混凝土的抗压强度,但适应变形的能力依然有所减弱。(3)通过拉伸试验和小梁弯曲试验得到:水泥填料对改善沥青混凝土各项长期力学性能的作用显著。不论是使用石灰石粉还是水泥作填料,其弯拉应变最终均呈现出逐渐减小的趋势,但水泥填料的应力表现良好。随着浸水时间的延长,水泥水化产物逐渐增多,抗弯及抗拉强度不断上升,且3%孔隙率表现出的应力更高。(4)从沥青混凝土静力三轴试验中得到:随着浸水时间的延长,水泥填料的沥青混凝土试件内摩擦角φ逐渐减小,模量系数K与凝聚力C均逐渐增大,呈现出有规律的变化趋势。填料相同时,随着浸水时间的不断增加,两种孔隙率的沥青混凝土试件粘聚力与内摩擦角均呈现出相似的发展趋势,二者的摩擦强度逐渐向粘聚强度转化,随着浸水时间和围压的增加,骨料间的相互作用力逐渐消失,而水泥水化产物产生的胶结力使得沥青混凝土的粘聚强度不断增加,且孔隙率较大时的变化幅度更大。浸泡至2250h时沥青混凝土的粘聚力和内摩擦角较1%孔隙率的分别增大了240k Pa和减小了14.8°;石灰石粉填料配制的沥青混凝土试件伴随着浸水时间的延长逐渐朝着劣势方向发展,且沥青混凝土出现了软化现象,摩擦强度逐渐减小,粘聚强度增加幅度也不明显。当孔隙率相同时,浸泡到2250h时水泥填料比石灰石粉填料的粘聚力和内摩擦角分别增大了329k Pa和0.8°。