馬歇爾試件均勻性對其試驗結(jié)果的影響分析

【摘要 】目前國際瀝青混合料配合比設(shè)計及瀝青路面施工質(zhì)量檢驗的主要方法就是馬歇爾法。在拌合廠或施工現(xiàn)場采取瀝青混合料制作馬歇爾試件，以檢驗混合料受水損害時抵抗剝落的能力，通過測試其水穩(wěn)定性檢驗瀝青混合料配合比設(shè)計的可行性。針對馬歇爾試件成型的均勻性，有效保證馬歇爾試驗數(shù)據(jù)的準確性，對其試驗結(jié)果影響的分析，提出相應(yīng)的預(yù)防措施顯得尤為重要。

【關(guān)鍵詞】馬歇爾， 體積， 均勻性

【 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

中圖分類號：TH123+.2 文獻標識碼：A文章編號：

馬歇爾穩(wěn)定度試驗時目前瀝青混合料中最重要的一個試驗項目，重點檢驗馬歇爾試件的毛體積密度、孔隙率（VV）、瀝青飽和度（VFA）、穩(wěn)定度（MS）和流值（FL）等各項物理指標，數(shù)據(jù)的準確性十分重要。

馬歇爾試驗的變異性較大，根據(jù)實踐經(jīng)驗，這種變異性與試件成型的質(zhì)量損失、材料離析、擊實溫度差異等關(guān)系很大，尤其是對起控制作用的VV、VFA的影響顯而易見。

一、馬歇爾試件質(zhì)量損失和措施

1.1質(zhì)量損失的影響因素

馬歇爾試件質(zhì)量的均勻性是決定試件均勻性的主要因素之一。試件采用標準擊實法成型，在試驗室內(nèi)用小型拌和機按規(guī)定的拌制溫度制備成瀝青混合料。試驗人員一次制備馬歇爾試件不少于5組，將拌好的瀝青混合料，用小鏟拌合均勻稱取一個試樣所需用量（標準試件約1200g）。裝模，用插刀或大螺絲刀沿周邊及中間搗插以利于密實，再墊上圓形濾紙進行擊實。稱料、裝模、擊實一系列操作過程，無不伴隨著質(zhì)量損失，而損失的全部都是黏附在容器上裹覆瀝青最多的細集料。試驗表明細集料的輕微損失，在同等擊實次數(shù)、擊實溫度下，對試件成型的高度并無顯著影響，但是對于馬歇爾各項指標卻有一定影響。這部分的缺失，盡管沒有填充在試件內(nèi)部，卻改變了集料間的空隙特征，讓試件的閉口空隙增加，VV增大，毛體積密度相應(yīng)降低，瀝青飽和度減少。可見，同組試件在裝模時的材料損失、離析與質(zhì)量的均勻性密不可分。

1.2質(zhì)量損失的預(yù)防

在試件成型過程中，稱料、裝模和擊實的每一步，減少不必要的損失或保證損失的同等性，對試件成型的均勻性至關(guān)重要。試驗人員制件稱重時，首先要把瀝青混合料利用小鏟轉(zhuǎn)移到另一分料缽中，再裝入試模中。避免在轉(zhuǎn)移過程中部分細集料粘附到分料缽上，可以在每組試件用于分料的容器里墊一塊干凈的純棉質(zhì)平紋機布，這樣能夠直接把稱重好的混合料利用機布一次性倒入試模中對大型試件混合料分兩次裝入。因為純棉質(zhì)的特性，盡管高溫的混合料也不會在機布上有所殘留；裝模是瀝青混合料試件成型中關(guān)鍵一步，正確的搗插利于密實，減少混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，搗插完后應(yīng)將表面平整，確保側(cè)面無凸凹情況，否則擊實完的試件粗集料都裸露在表面，使計算的瀝青混合料體積指標參數(shù)誤差較大。用于搗插混合料的插刀，在搗插完畢后，要及時利用試模邊緣，把粘附在插刀上的細集料刮到試模里，可以減少稱重后單個試件的質(zhì)量損失。要求每組試件裝模要由同一試驗人員操作，可以減少因為換人操作帶來的質(zhì)量損失差異。

二、馬歇爾試件擊實溫度差異和措施

2.1擊實溫度差異的影響因素

擊實溫度差異是決定馬歇爾試件均勻性的主要因素之二。馬歇爾試件采用標準擊實成型，試件成型的關(guān)鍵是溫度控制。將瀝青混合料在規(guī)定成型溫度下，用擊實法制成直徑為101.6mm、高為63.5mm的圓柱體試件，供測定其物理常數(shù)和力學(xué)性質(zhì)用。馬歇爾試件雖然以標準高度（63.5±1.3）來檢驗是否符合試驗標準，試件擊實溫度的波動，造成試件高度的不一致（雖然同組試件高度都在標準范圍內(nèi)），也會造成內(nèi)部體積等指標的不平行。所以，馬歇爾試驗的變異性與試件成型高度也有很大關(guān)系。影響試件高度的直接原因就是溫度，當同一組相同質(zhì)量的瀝青混合料擊實溫度不一致時，擊實溫度越高，試件高度越低，VV越?。粨魧崪囟仍降?，試件高度越高，VV越大。所以，試驗人員制件時要很好地掌握擊實溫度，否則同組試件的空隙率（VV）可能相差很大，體積等指標的平行性必然難以保證。瀝青混合料的各種配合比設(shè)計方法都是以體積設(shè)計為主，體積指標的差異直接影響配合比設(shè)計結(jié)果，由此影響瀝青路面的施工質(zhì)量和使用壽命。如果在不同油石比的馬歇爾試件成型中產(chǎn)生擊實溫度的差異，這種溫度的離析會改變試件的毛體積密度。繪制瀝青用量與物理力學(xué)關(guān)系圖，馬歇爾試件的毛體積密度、孔隙率（VV）、瀝青飽和度（VFA）等指標的改變將造成最佳瀝青用量的不確定。以往實踐經(jīng)驗表明：隨著擊實溫度的降低，試件的擊實高度趨于增大， VMA（毛體積密度）也趨于增大，VFA（瀝青飽和度）趨于減??；溫差對馬歇爾擊實試件的內(nèi)在質(zhì)量影響顯著，應(yīng)該避免擊實過程中的溫度離析。

2.2擊實溫度差異的預(yù)防

試件擊實溫度至關(guān)重要，當稱好的瀝青混合料溫度高于擊實溫度時，宜待溫度降至擊實溫度時再進行擊實。一次拌合幾個試件時，宜將其倒入經(jīng)預(yù)熱的金屬盤中，用小鏟適當拌合均勻，分別取用。為了避免同組試件因放置過程中出現(xiàn)最終擊實時的溫度差異，可以將稱好的（約1200g）混合料分裝在容器缽中，放置在另一溫度比擊實溫度略高溫度值的烘箱內(nèi)，待試樣溫度達到控制溫度時取出立即裝模擊實，以保證擊實溫度的均勻性。

結(jié)語：馬歇爾試驗以馬歇爾試件的孔隙率（VV）、瀝青飽和度、礦料間隙率等為控制指標。試驗的操作、試件的制備，每組試驗結(jié)果的實用性都體現(xiàn)在試件的均勻性。明確馬歇爾試件均勻性各影響因素，逐個加以規(guī)避，在生產(chǎn)實踐中，讓我們總結(jié)發(fā)展起來更為完善的方法，讓試驗的誤差趨于最小，更好地為生產(chǎn)服務(wù)。

參考文獻

中華人民共和國行業(yè)標準.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程（JTG E20——2011）北京：人民交通出版社

中華人民共和國行業(yè)標準.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）北京：人民交通出版社

中華人民共和國行業(yè)標準.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）北京：人民交通出版社

作者簡介：

史曉紅（1976-07-10），女，遼寧人，滿族，大專，助理工程師，遼寧省岫巖滿族自治縣公路段瀝青拌合站試驗室主任，主要從事瀝青混凝土路面試驗檢測工作。