马歇尔试件均匀性对其试验结果的影响分析

【摘要 】目前国际沥青混合料配合比设计及沥青路面施工质量检验的主要方法就是马歇尔法。在拌合厂或施工现场采取沥青混合料制作马歇尔试件，以检验混合料受水损害时抵抗剥落的能力，通过测试其水稳定性检验沥青混合料配合比设计的可行性。针对马歇尔试件成型的均匀性，有效保证马歇尔试验数据的准确性，对其试验结果影响的分析，提出相应的预防措施显得尤为重要。

【关键词】马歇尔， 体积， 均匀性

【 abstract 】 the international asphalt mixing ratio of design and construction of asphalt pavement of the main method of quality inspection is Marshall method. In the factory or construction site would take asphalt mixture Marshall made specimens, to test mixture water damage by when spalling resistance ability, through the test its water stability inspection asphalt mixing ratio of the feasibility of the design. Marshall specimens in the uniformity of molding, effectively guarantee the Marshall test the accuracy of the data, the influence of the test results are analyzed, and corresponding prevention measures is particularly important.

【 key words 】 Marshall, volume, uniformity

中图分类号：TH123+.2 文献标识码：A文章编号：

马歇尔稳定度试验时目前沥青混合料中最重要的一个试验项目，重点检验马歇尔试件的毛体积密度、孔隙率（VV）、沥青饱和度（VFA）、稳定度（MS）和流值（FL）等各项物理指标，数据的准确性十分重要。

马歇尔试验的变异性较大，根据实践经验，这种变异性与试件成型的质量损失、材料离析、击实温度差异等关系很大，尤其是对起控制作用的VV、VFA的影响显而易见。

一、马歇尔试件质量损失和措施

1.1质量损失的影响因素

马歇尔试件质量的均匀性是决定试件均匀性的主要因素之一。试件采用标准击实法成型，在试验室内用小型拌和机按规定的拌制温度制备成沥青混合料。试验人员一次制备马歇尔试件不少于5组，将拌好的沥青混合料，用小铲拌合均匀称取一个试样所需用量（标准试件约1200g）。装模，用插刀或大螺丝刀沿周边及中间捣插以利于密实，再垫上圆形滤纸进行击实。称料、装模、击实一系列操作过程，无不伴随着质量损失，而损失的全部都是黏附在容器上裹覆沥青最多的细集料。试验表明细集料的轻微损失，在同等击实次数、击实温度下，对试件成型的高度并无显著影响，但是对于马歇尔各项指标却有一定影响。这部分的缺失，尽管没有填充在试件内部，却改变了集料间的空隙特征，让试件的闭口空隙增加，VV增大，毛体积密度相应降低，沥青饱和度减少。可见，同组试件在装模时的材料损失、离析与质量的均匀性密不可分。

1.2质量损失的预防

在试件成型过程中，称料、装模和击实的每一步，减少不必要的损失或保证损失的同等性，对试件成型的均匀性至关重要。试验人员制件称重时，首先要把沥青混合料利用小铲转移到另一分料钵中，再装入试模中。避免在转移过程中部分细集料粘附到分料钵上，可以在每组试件用于分料的容器里垫一块干净的纯棉质平纹机布，这样能够直接把称重好的混合料利用机布一次性倒入试模中对大型试件混合料分两次装入。因为纯棉质的特性，尽管高温的混合料也不会在机布上有所残留；装模是沥青混合料试件成型中关键一步，正确的捣插利于密实，减少混合料出现离析现象，捣插完后应将表面平整，确保侧面无凸凹情况，否则击实完的试件粗集料都裸露在表面，使计算的沥青混合料体积指标参数误差较大。用于捣插混合料的插刀，在捣插完毕后，要及时利用试模边缘，把粘附在插刀上的细集料刮到试模里，可以减少称重后单个试件的质量损失。要求每组试件装模要由同一试验人员操作，可以减少因为换人操作带来的质量损失差异。

二、马歇尔试件击实温度差异和措施

2.1击实温度差异的影响因素

击实温度差异是决定马歇尔试件均匀性的主要因素之二。马歇尔试件采用标准击实成型，试件成型的关键是温度控制。将沥青混合料在规定成型温度下，用击实法制成直径为101.6mm、高为63.5mm的圆柱体试件，供测定其物理常数和力学性质用。马歇尔试件虽然以标准高度（63.5±1.3）来检验是否符合试验标准，试件击实温度的波动，造成试件高度的不一致（虽然同组试件高度都在标准范围内），也会造成内部体积等指标的不平行。所以，马歇尔试验的变异性与试件成型高度也有很大关系。影响试件高度的直接原因就是温度，当同一组相同质量的沥青混合料击实温度不一致时，击实温度越高，试件高度越低，VV越小；击实温度越低，试件高度越高，VV越大。所以，试验人员制件时要很好地掌握击实温度，否则同组试件的空隙率（VV）可能相差很大，体积等指标的平行性必然难以保证。沥青混合料的各种配合比设计方法都是以体积设计为主，体积指标的差异直接影响配合比设计结果，由此影响沥青路面的施工质量和使用寿命。如果在不同油石比的马歇尔试件成型中产生击实温度的差异，这种温度的离析会改变试件的毛体积密度。绘制沥青用量与物理力学关系图，马歇尔试件的毛体积密度、孔隙率（VV）、沥青饱和度（VFA）等指标的改变将造成最佳沥青用量的不确定。以往实践经验表明：随着击实温度的降低，试件的击实高度趋于增大， VMA（毛体积密度）也趋于增大，VFA（沥青饱和度）趋于减小；温差对马歇尔击实试件的内在质量影响显著，应该避免击实过程中的温度离析。

2.2击实温度差异的预防

试件击实温度至关重要，当称好的沥青混合料温度高于击实温度时，宜待温度降至击实温度时再进行击实。一次拌合几个试件时，宜将其倒入经预热的金属盘中，用小铲适当拌合均匀，分别取用。为了避免同组试件因放置过程中出现最终击实时的温度差异，可以将称好的（约1200g）混合料分装在容器钵中，放置在另一温度比击实温度略高温度值的烘箱内，待试样温度达到控制温度时取出立即装模击实，以保证击实温度的均匀性。

结语：马歇尔试验以马歇尔试件的孔隙率（VV）、沥青饱和度、矿料间隙率等为控制指标。试验的操作、试件的制备，每组试验结果的实用性都体现在试件的均匀性。明确马歇尔试件均匀性各影响因素，逐个加以规避，在生产实践中，让我们总结发展起来更为完善的方法，让试验的误差趋于最小，更好地为生产服务。

参考文献

中华人民共和国行业标准.公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTG E20——2011）北京：人民交通出版社

中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）北京：人民交通出版社

中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）北京：人民交通出版社

作者简介：

史晓红（1976-07-10），女，辽宁人，满族，大专，助理工程师，辽宁省岫岩满族自治县公路段沥青拌合站试验室主任，主要从事沥青混凝土路面试验检测工作。