马歇尔试验及意义

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1、一、实验意义和目的沥青混凝土配合比设计通常分为两步进行，首先选择矿质混合料的配合比例，然后是确定矿料与沥青的用量比例，即最佳沥青用量。在混合料中，沥青用量波动0.5％的范围可使沥青混合料的热稳定性等技术性质变化很大。在确定矿料间配合比例后，通过马歇尔稳定度实验确定出最佳沥青用量。所以，利用马歇尔稳定度实验确定最佳沥青用量是沥青混凝土配合比设计的重要步骤。        本实验的目的是，使学生掌握通过马歇尔稳定度试验测定稳定度和流值的方法，并能够通过这两项指标反映高温时的稳定性和抗变形能力。二、实验原理沥青混合料马歇尔稳定度试验是将沥青混合料制成直径1

2、01.6mm、高63.5mm的圆柱形试体，在稳定度仪上测定其稳定度和流值，以这两项指标来表征其高温时的稳定性和抗变形能力。        根据沥青混合料的力学指标（稳定度和流值）和物理常数（密度、空隙率和沥青饱和度等），以及水稳性（残留稳定度）和抗车辙（动稳定度）检验，即可确定沥青混合料的配合组成。三、实验装置和仪器沥青混合料马歇尔试验仪、恒温水槽、温度计、游标卡尺                图1沥青混合料马歇尔试验仪                            图2恒温水槽 四、实验方法和步骤1.标准马歇尔试验方法（1）用卡尺（或试件

3、高度测定器）测量试件直径和高度（如试件高度不符合63.5±1.3mm要求或两侧高度差大于2mm时，此试件应作废），并按前述方法测定试件的物理指标。（2）将恒温水槽调节至要求的试验温度，对粘稠石油沥青混合料为60±1℃。将试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温30～40min。试件应垫起，离容器底部不小于5cm。（3）将马歇尔试验仪的上、下压头放入水槽中达到同样温度。将上、下压头从水槽中取出拭干净内面。为使上、下压头滑动自如，可在下压头的导棒上涂少量黄油。再将试件取出置于下压头上，盖上上压头，然后装在加载设备上。（4）将流值测定装置安装在导棒上，使导向套

4、管轻轻地压住上压头，同时将流值计读数调零。在上压头的球座上放妥钢球，并对准荷载测定装置（压力环或传感器）的压头，然后调整压力环中百分表对准零或将荷重传感器的读数复位为零。（5）启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为50±5mm/min。当试验荷载达到最大值的瞬间，取下流值计，同时读取压力环中百分表（或荷载传感器）读数和流值计的流值读数（从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不应超过30s）。（6）试验结果和计算：1）由荷载测定装置读取的最大值即试样的稳定度。当用压力环百分表测定时，根据压力环表测定曲线，将压力环中百分表的读数换算为荷载值，即试

5、件的稳定度（MS），以KN计。2）由流值计或位移传感器测定装置读取的试件垂直变形，即为试件的流值（FL），以0.lmm计。3）马歇尔模数 试件的马歇尔模数按下式计算：式中T—试件的马歇尔模数，kN/mm；MS—试件的稳定度，KM；FL—试件的流值，0.1mm。（7）试验结果        当一组测定值中某个数据与平均值大于标准差的k倍时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的平均值作为试验结果。当试验数目n为3、4、5、6个时，k值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。2.浸水马歇尔试验方法（1）浸水马歇尔试验方法是将沥青混合料试件，在规定温度（

6、粘稠沥青混合料为60±1℃）的恒温水槽中保温48h，然后测定其稳定度。其余与标准马歇尔试验方法相同。（2）根据试件的浸水马歇尔稳定度和标准稳定度，可按下式求得试件浸水残留稳定度。式中MS0—试件的浸水残留稳定度，%；MS1—试件浸水48h后的稳定度，KN；MS—试件按标准试验方法的稳定度，KN。3.真空饱水马歇尔试验方法（1）真空饱水马歇尔试验方法是将沥青混合料试件，放入真空干燥器中，关闭进水胶管，开动真空泵，使干燥器的真空度达到79.3kPa（730mmHg）以上，维持15min，然后打开进水胶管，靠负压进入冷水流使试件全部浸入水中，浸水15min

7、后恢复常压，取出试件再放入规定温度（粘稠沥青混合料为60±1℃）的恒温水槽中保温48h，然后测定其稳定度。其余与标准马歇尔试验方法相同。（2）根据试件的真空饱水稳定度和标准稳定度，可按下式求得试件真空饱水残留稳定度。式中—试件真空饱水残留稳定度，%；MS2—试件真空饱水并浸水48h后的稳定度，KN；MS—试件按标准试验方法的稳定度，KN。五、实验数据记录与处理（一）试件尺寸测量原始记录项目直径  高度   （二）马歇尔实验原始记录稳定度流值真空饱水并浸水48h后的稳定度项目浸水48h后的稳定度结果     （三）实验计算结果项目马歇尔模数浸水残留稳定

8、度真空饱水残留稳定度     六、实验结果分析与讨论· 试分析在沥青混合料配合比设计时，沥青最佳用量是怎样确