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马歇尔稳定度试验详解:流值与稳定度标准是多少?数值高低意味着什么?

2024-11-07 14:53:06

马歇尔稳定度及流值试验是评估沥青混合料性能的重要方法之一,广泛应用于道路工程中。这一试验的核心在于测定沥青混合料的承载能力(稳定度)和变形能力(流值),以评价其是否适合用于铺筑道路面层。接下来,本文将深入探讨马歇尔稳定度及流值试验的具体内容,包括稳定度和流值的一般范围,以及它们各自的意义。

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马歇尔稳定度及流值试验的主要目的是评估沥青混合料在标准加载条件下的抗变形能力和塑性流动性。通过测定马歇尔稳定度,可以判断混合料的承载能力;通过测定流值,则可以了解混合料在承受荷载时的变形能力。这两个指标对于沥青混合料的设计和使用具有重要的指导意义。

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在进行马歇尔稳定度及流值试验时,首先需要按照设计配合比拌制一定数量的沥青混合料,并将其分成多个等量部分。接着,将这些拌好的混合料放入马歇尔试模中,在138℃\~149℃的温度范围内压实,形成标准尺寸的圆柱体试件(直径101.6mm,高度63.5mm)。为了保证试件在测试时的温度稳定,还需将成型好的试件在60℃的水浴中浸泡30至40分钟。

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然后,将养护好的试件从水浴中取出,立即放置在马歇尔试验机的压头和基座之间。以50.8mm/min的加载速度垂直加载至试件破坏记录下此时的最大荷载,这个值即为马歇尔稳定度,通常以千牛(kN)表示。在加载过程中,还需记录试件从加载开始到最大荷载点的垂直变形量,即流值,通常以0.25mm为单位测量,最终结果以毫米(mm)表示。

关于马歇尔稳定度的一般范围,不同的道路等级对稳定度有不同要求。通常高速公路要求较高的稳定度值,以确保道路的承载能力和耐久性。而具体的数值则可能因地区、交通量、气候条件等因素而有所差异。一般来说,马歇尔稳定度不宜低于6.2KN,有的道路等级甚至要求稳定度不低于8kN。这是因为马歇尔稳定度反映了混合料的抗剪强度,其值越大,表示沥青混合料的承载能力越强,这对于高交通量或重载交通的道路尤其重要。

然而,并不是马歇尔稳定度越高就越好。因为过高的稳定度可能导致混合料过硬,缺乏足够的柔韧性,从而增加路面的脆性,容易导致开裂等问题。因此,在设计和选择沥青混合料时,需要根据具体的道路等级和使用条件来合理确定稳定度的范围。

与马歇尔稳定度相比,流值则更多地反映了沥青混合料的塑性变形能力。流值过大表示混合料在荷载作用下容易发生塑性流动,这可能导致路面在长期使用过程中出现过度变形和车辙等问题。而流值过小则可能导致混合料过脆,同样易开裂。因此,适宜的流值范围也是保证沥青混合料性能的关键。

一般来说,流值宜为2mm\~5mm,但也有的标准将流值的范围设定为15\~45(单位为0.1mm),这主要取决于具体的工程要求和道路等级。对于密级配沥青混凝土混合料,如AC-16-I等,其流值通常需要在这一范围内,以确保路面的耐久性和使用性能。

值得注意的是,马歇尔稳定度和流值并不是孤立的两个指标,它们之间存在一定的关联。在进行马歇尔稳定度及流值试验时,通常会同时记录这两个值,并根据它们的比值(即马歇尔准则)来评估沥青混合料的综合性能。较高的比值通常表示较好的路用性能,因为这意味着混合料在保持较高承载能力的同时,也具有较好的变形能力。

当然,马歇尔稳定度及流值试验只是评估沥青混合料性能的方法之一。在实际工程中,还需要结合其他试验方法(如车辙试验、渗水试验等)来全面评估混合料的性能。特别是对于一些特殊类型的混合料(如SMA混合料),马歇尔试验得到的性能指标可能并不能完全反映其使用性能。因此,在进行混合料设计和选择时,需要综合考虑多种因素,以确保铺筑的道路具有良好的使用寿命和稳定性。

此外,在进行马歇尔稳定度及流值试验时,还需要注意一些影响测试结果的因素。例如,试件的压实度对稳定度和流值有直接影响,必须确保每个试件的压实过程一致,避免压实不足或过度。加载速度也必须保持稳定,以50.8mm/min的速度加载,如果速度不一致,可能导致稳定度和流值测定值不准确。同时,试验机及相关测量设备应定期校准,确保其在测试过程中的准确性和可靠性。

总的来说,马歇尔稳定度及流值试验是评估沥青混合料承载能力和变形能力的关键方法。通过测定这两个指标,可以了解沥青混合料的抗剪强度和塑性变形能力,从而为其设计和优化提供重要的参考数据。合理的稳定度和流值指标有助于确保沥青路面的耐久性和使用性能,从而满足不同道路等级和使用条件的要求。

然而,也需要注意到这两个指标并不是孤立的,而是相互关联的

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