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芯样马歇尔稳定度检测

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发布时间：2025-05-31 16:44:46 更新时间：2025-05-30 16:44:46

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

在道路工程和沥青路面质量控制中，芯样马歇尔稳定度检测是一项至关重要的评估手段。它主要用于对从现有路面中钻取出的圆柱形芯样（称为芯样）进行马歇尔稳定度测试，以评估沥青混合料的力学性能和路面结构的耐久性。这项检测源于传统的马歇尔稳定度测试（Marshall Stability Test），由Bruce Marshall在20世纪30年代开发，现已成为全球公路建设中的标准方法之一。其核心目的是通过测量芯样在特定荷载下的稳定性和变形特性，来判断路面的抗车辙能力、承载能力以及老化状况。对于工程实践来说，芯样检测不仅能够验证施工质量，还能为路面维护决策提供依据——例如，识别出早期损坏的路段，避免昂贵的返工。此外，随着城市化进程的加快和交通荷载的增加，这项检测在高速公路、城市主干道和机场跑道等项目中应用日益广泛，确保基础设施的安全性和耐久性。本文将深入探讨芯样马歇尔稳定度检测的关键环节，包括检测项目、检测仪器、检测方法和检测标准，帮助读者全面理解其操作流程和工程意义。

检测项目

芯样马歇尔稳定度检测的核心项目主要包括稳定性（Stability）和流值（Flow Value）两大指标。稳定性是指芯样在标准加载条件下所能承受的最大荷载（单位为kN或lb），反映沥青混合料的抗变形能力；流值则是在达到最大荷载时的变形量（单位为mm或0.01英寸），用于评估材料的塑性特征。这些项目直接关系到路面的整体性能：高稳定性值表示混合料具有较好的抗车辙和抗压强度，而适中的流值则确保路面在荷载下不会过度变形或脆裂。在实际检测中，还可能衍生其他相关项目，包括芯样的密度、空隙率和饱和度等辅助参数，这些参数通过计算得出，有助于综合分析混合料的配合比和老化程度。例如，空隙率过高可能表明施工缺陷或水分渗透风险，而饱和度异常则提示混合料配比失误。总体而言，这些检测项目共同构成了评估路面健康状况的量化基础，为工程修复和优化提供数据支撑。

检测仪器

进行芯样马歇尔稳定度检测需使用专业化的仪器设备，确保测试的准确性和可重复性。主要仪器包括：马歇尔稳定度仪（Marshall Stability Apparatus），这是核心设备，由加载框架、压力传感器和变形测量系统组成，用于施加标准荷载并记录数据；温度控制箱，用于将芯样预热至测试温度（通常为60°C，以模拟路面使用条件）；以及辅助工具如芯样修整器（用于切割和打磨芯样至标准尺寸，一般为直径101.6mm、高度63.5mm的圆柱体）、游标卡尺或千分尺（用于精确测量芯样尺寸），以及数据采集系统（如电脑软件）用于实时监控和存储测试结果。此外，实验室环境还需配备称重设备以测量芯样质量，并可能使用水浴槽对芯样进行保温处理。这些仪器的选择需符合国际标准，确保操作规范——例如，马歇尔稳定度仪应具备荷载范围在0-50kN之间，且精度控制在±1%以内。通过采用高精度仪器，检测过程可有效减少误差，为工程决策提供可靠依据。

检测方法

芯样马歇尔稳定度检测的方法遵循标准化的操作流程，确保结果的可比性和可追溯性。首先，样品准备阶段：从现场路面钻取代表性芯样后，在实验室中进行修整，去除不规则边缘，并使用卡尺确保尺寸符合规定（直径101.6mm±2mm，高度63.5mm±2.5mm）。接着，将芯样置于温度控制箱中预热至60°C±1°C，并保温至少30分钟以模拟路面使用温度。然后，测试执行阶段：将预热后的芯样放入马歇尔稳定度仪的测试架中，以恒定速率施加轴向荷载（通常为50mm/min），同时通过传感器记录荷载-变形曲线，直至芯样破坏或达到最大荷载。关键步骤包括：实时监测稳定度（最大荷载值）和流值（对应变形量），并记录数据；测试重复进行至少3个芯样，以平均值作为最终结果。最后，数据处理阶段：计算芯样的密度、空隙率等辅助参数，并与标准值比较。整个方法强调操作一致性——例如，加载速率必须恒定，避免人为误差。这种方法不仅高效可靠，还能识别出芯样的局部缺陷，为路面评估提供即时反馈。

检测标准

芯样马歇尔稳定度检测的标准基于国际和国内规范，确保测试结果的权威性和互认性。主要参考标准包括：美国ASTM D6927《Standard Test Method for Marshall Stability and Flow of Asphalt Mixtures》，该标准详细规定了芯样测试的仪器要求、操作步骤和结果计算方法；美国AASHTO T 245《Standard Method of Test for Marshall Stability and Flow of Asphalt Mixtures》也是广泛采用的基准，强调测试环境的控制和数据精度。此外，中国国家标准GB/T 28945《沥青混合料马歇尔稳定度试验方法》提供了本土化指南，要求芯样尺寸、温度和加载速率等参数符合特定范围（如测试温度60°C±1°C）。其他相关标准如ISO 10848-1（道路工程测试通用原则）也涉及部分内容。标准实施中，关键要求包括：检测必须在认证实验室进行，设备需定期校准；报告需包含芯样来源、测试数据和偏差分析；结果应用于工程时，稳定度值通常需达到设计规范（如高速公路要求稳定度≥8kN）。遵守这些标准可确保检测结果的可靠性，并为路面维修或新建项目提供法律和技术保障。