沥青混合料马歇尔稳定度试验概述

沥青混合料马歇尔稳定度试验是评价沥青混合料高温稳定性的一项关键性指标，也是目前世界范围内应用最广泛的沥青混合料配合比设计和质量控制试验方法之一。该试验由布鲁斯·马歇尔（Bruce Marshall）提出，后经美国陆军工程兵团改进并标准化。其核心原理是通过模拟车轮荷载对路面材料的碾压作用，测定标准尺寸的试件在一定温度和加载速率下承受压力直至破坏时的最大荷载（即稳定度）以及相应的变形量（即流值）。稳定度反映了混合料抵抗塑性变形的能力，而流值则表征了其塑性变形能力，二者共同决定了沥青路面的抗车辙性能和耐久性。作为第三方检测机构的核心服务项目，马歇尔试验在新建道路的材料认证、施工过程中的质量监控以及既有路面的养护评价中扮演着不可或缺的角色，为确保道路工程的质量与长期服役性能提供了科学、客观的数据支撑。

检测范围

第三方检测机构提供的沥青混合料马歇尔稳定度试验服务覆盖广泛的应用场景。首先，在沥青混合料的配合比设计阶段，该试验用于确定最佳沥青用量，通过测试不同油石比的混合料试件，找到稳定度和流值均满足规范要求的最佳配比。其次，在路面施工过程中，它被用于现场质量控制和验收，对拌合站生产的混合料或现场取芯的样品进行检测，以验证其实际性能是否与设计目标一致。此外，对于已投入使用的高速公路、市政道路、机场跑道等沥青路面，马歇尔试验也可用于养护维修前的状况评估，分析路面出现车辙、拥包等病害的原因。检测的样品类型包括室内成型的标准马歇尔试件以及从现场路面钻取的核心样本。

检测项目

在马歇尔稳定度试验中，第三方检测机构主要测定以下关键项目：

1. 稳定度：指标准试件在规定试验条件下承受竖向荷载的最大值，单位为千牛（kN）。它是衡量沥青混合料抵抗剪切变形能力的主要指标，稳定度越高，表明混合料的高温抗变形能力越强。

2. 流值：指试件在达到最大荷载（稳定度）时所产生的总垂直变形量，单位为毫米（mm）。流值反映了混合料的塑性变形能力，其值过大或过小都可能意味着混合料韧性不足或过硬，需要与稳定度综合评判。

3. 马歇尔模数：为稳定度与流值的比值（T = MS / FL），单位是kN/mm。该参数综合了强度和变形特性，常用于更全面地评估混合料的力学性能。

此外，在制备试件和试验前后，通常还会同步测定试件的毛体积密度、空隙率、沥青饱和度等物理体积参数，以全面分析混合料的组成结构。

检测方法

第三方检测机构严格遵循国家或行业标准（如中国的JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》）执行马歇尔稳定度试验，其主要步骤包括：

1. 试件制备：首先，按照确定的配合比拌和沥青混合料，然后在规定温度下，使用标准击实锤（通常为双面各击实75次）将混合料击实成型为标准圆柱体试件（标准马歇尔试件尺寸通常为直径101.6mm±0.2mm，高63.5mm±1.3mm）。

2. 试件养生：将成型后的试件在恒温水槽中保温养生，试验温度通常设定为60℃±1℃，养生时间不少于30分钟，以确保试件内部温度均匀达到试验要求。

3. 稳定性测试：将养生后的试件从水槽中取出，迅速置于马歇尔试验仪的上下压头之间。启动试验机，以50mm/min±5mm/min的恒定加载速率对试件施加压力，直至试件破坏。

4. 数据采集与计算：试验机自动记录荷载-变形曲线，并从曲线上读取最大荷载值（稳定度）和对应的变形量（流值）。随后，根据公式计算马歇尔模数。每组试验通常要求至少成型4个有效试件，最终结果取平均值。

检测仪器

进行马歇尔稳定度试验需要一套精密的专用仪器设备，第三方检测机构为保证数据的准确性和可靠性，均配备符合标准要求的仪器：

1. 马歇尔试件击实仪：用于制备标准密度的圆柱体试件，包括击实锤、击实台和试模，能保证击实功的准确性和一致性。

2. 恒温水槽：容积充足，控温精度高（如±1℃），用于在试验前将试件恒温养生至规定温度（如60℃）。

3. 马歇尔稳定度试验机：核心设备，具备足够的加载能力（通常大于50kN），能够以恒定的加载速率（50mm/min）施加压力，并配备高精度的荷载传感器和位移传感器（流值计），可自动绘制荷载-变形曲线并记录稳定度和流值。

4. 其他辅助设备：包括试件脱模器、烘箱（用于加热集料和混合料）、天平（感量0.1g）、温度计等。所有仪器均需定期由计量部门进行检定或校准，以确保其处于良好的工作状态和量值溯源性。