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马歇尔稳定度/浸水马歇尔稳定度检测

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发布时间：2025-05-30 18:16:46 更新时间：2025-05-29 18:16:46

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

马歇尔稳定度（Marshall Stability）和浸水马歇尔稳定度（Immersion Marshall Stability）检测是道路工程中至关重要的沥青混合料性能评估方法，主要用于评价热拌沥青混合料在荷载作用下的抗变形能力和抗水损害性能。马歇尔稳定度测试起源于美国工程师 Bruce Marshall 的发明，自 20 世纪 40 年代起广泛应用于全球公路建设领域，特别是在路面结构设计和质量控制中扮演核心角色。其基本原理是通过对压实成型的圆柱形沥青混合料试件施加递增荷载，测量其在破坏时的最大承载力（稳定度）以及相应的变形量（流值），从而反映混合料的强度、刚度和耐久性。浸水马歇尔稳定度则是马歇尔测试的衍生版本，通过将试件浸入恒温水浴中一定时间（通常为 24-48 小时），模拟实际路面的水浸条件，再测量其稳定度，以评估混合料对水损害的敏感性和残留稳定性。这一检测项目在潮湿或多雨地区尤为重要，因为水损害会导致沥青混合料剥离、松散，进而引发坑槽、裂缝等早期路面病害。在工程实践中，马歇尔和浸水马歇尔检测不仅用于混合料配合比设计（如确定最佳沥青用量），还作为施工质量的验收指标，确保道路的长期服役性能。随着现代交通负荷的增加和环保要求的提升，这些检测方法已融入智能化路面管理系统，帮助工程师优化材料选择、减少维护成本。

检测项目

马歇尔稳定度/浸水马歇尔稳定度检测的核心项目包括：马歇尔稳定度（MS）、马歇尔流值（Flow Value）、浸水马歇尔稳定度（IMS）以及残留稳定度比（Residual Stability Ratio）。马歇尔稳定度是指试件在标准加载速率下破坏时的最大荷载（单位：kN），直接反映混合料的抗压强度和抗变形能力；流值则指在达到最大荷载时的变形量（单位：0.1 mm），用于评估混合料的塑性变形特性。浸水马歇尔稳定度是在试件浸水处理后（如 60℃ 水浴中浸泡 48 小时）测量的稳定度值，其值通常低于干燥状态下的稳定度。残留稳定度比（IMS/MS × 100%）是计算浸水稳定度与原始稳定度的百分比，用于量化水损害程度，国际标准要求该比值不低于 70%-85% 以确保混合料的抗水性。

检测仪器

执行马歇尔稳定度/浸水马歇尔稳定度检测所需的仪器包括：马歇尔稳定度试验机（Marshall Stability Tester）、水浴恒温槽（Immersion Water Bath）、万能材料试验机（Universal Testing Machine, UTM）、试件压实仪（Compaction Device）、温度控制设备（如恒温箱）、以及辅助工具如试模、脱模器和数据采集系统。马歇尔稳定度试验机是核心设备，配备压力传感器和加载头，能以恒定速率（如 50 mm/min）施加垂直荷载；水浴槽用于浸水处理，温度精度需控制在 ±0.5℃ 以内；万能材料试验机可替代专用试验机，但需配置马歇尔加载配件。试件压实仪用于将混合料压制成标准尺寸（φ101.6 mm × 63.5 mm），确保试件密度均匀。数据系统自动记录荷载-变形曲线，输出稳定度和流值数据。仪器校准需符合计量标准，确保精度在 ±1% 以内。

检测方法

马歇尔稳定度/浸水马歇尔稳定度检测的方法步骤包括样品制备、压实、浸水处理和测试：首先，将热拌沥青混合料在指定温度（如 150°C）下预热后，装入试模，使用马歇尔压实仪以标准击实次数（如双面各 75 次）成型试件。然后，试件在室温下冷却脱模，测量高度和密度。对于马歇尔稳定度测试，试件在恒温水浴（60°C ±1°C）中保温 30-40 分钟后，置于试验机加载平台上，以 50 mm/min 速率施加荷载，直至破坏，记录最大荷载（稳定度）和变形（流值）。对于浸水马歇尔稳定度，试件需在 60°C 水浴中浸泡 24-48 小时（模拟水损害），取出后同样在 60°C 水浴中保温并测试稳定度。残留稳定度比通过公式 IMS/MS × 100% 计算。整个过程需控制环境温度和湿度，以 ASTM D6927 或 JTG E20 标准为准。

检测标准

马歇尔稳定度/浸水马歇尔稳定度检测的标准主要包括国际和中国规范：国际标准如 ASTM D6927（Standard Test Method for Marshall Stability and Flow of Asphalt Mixtures）和 AASHTO T245（Standard Method of Test for Resistance to Plastic Flow of Asphalt Mixtures Using Marshall Apparatus），规定了试件尺寸、压实次数、加载速率（50 mm/min）和测试温度（60°C）。中国标准依据 JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（T 0709-2011），要求试件高度控制在 63.5 mm ±1.3 mm，浸水时间为 48 小时，残留稳定度比应 ≥80% 用于高等级公路。其他关键标准参数包括荷载精度（±1%）、温度偏差（±0.5°C）和数据报告格式。这些标准确保检测结果的可靠性、可比性和工程适用性，同时需定期通过实验室间比对（如 ISO/IEC 17025）进行验证。