在进行水工沥青混凝土的集料选择时,通常选择碱性集料以保证沥青与集料之间的粘附性能。然而在工程实际中难免遇到碱性集料不足而被迫使用酸性集料的情况,因而酸性集料在水工沥青混凝土中的适用性问题成为了亟需解决的工程问题。本文对采用酸性集料的水工沥青混凝土展开配合比设计,先采用硅烷偶联剂改善了酸性集料与沥青之间的粘附性能,再基于多维因素和非线性规划理论建立了适用于酸性集料水工沥青混凝土心墙的三维配合比空间,主要研究内容和相关结论如下:从细观的表面自由能和红外光谱角度评价了硅烷偶联剂的改性效果,研究了其改性机理和最优掺量,并从宏观角度进行了验证。研究表明,硅烷偶联剂提升了酸性集料与沥青之间的粘附性能。随着硅烷偶联剂掺量的增加,表面自由能能量比率ER和红外光谱官能团指数IO-H和Isi-O-Si的值呈先增大后减小的趋势,在1.0%时达到最大,此时硅烷偶联剂对粘附性能的改性效果最好,是其最优掺量。过少的掺入不足以充分改性,过多的掺入会发生凝聚和氢键缔合,引起改性效果的下降和资源的浪费。提出了一种新的配合比设计方法——配合比空间。考虑填料浓度、胶骨比和酸性集料含量这三个配合比参数之间的交互作用,采用响应面法设计试验方案并拟合了配合比参数与性能指标之间预测模型;再根据非线性规划理论,建立了满足各项材料性能要求的所有配合比参数组合所在区域,即三维配合比空间,并通过工程实例对空间的有效性做了检验。该配合比空间可为中小型工程的配合比设计提供直接参考,也可为大型工程的配合比设计提供支撑。综上,本论文所做的粘附性能改性研究和建立的三维配合比空间,可为酸性集料水工沥青混凝土的配合比设计提供一些参考。