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马歇尔测试方法:你需要知道的一切

马歇尔测试方法:你需要知道的一切

什么是马歇尔测试?

沥青混合料设计的马歇尔法在建筑材料实验室广泛应用,用于路面施工中选择和配合比集料和沥青材料. 沥青路面混合料设计的整体方法包括矿物集料和粘结材料的选择, 试验样品制备, 材料强度和流动负荷试验, 以及材料性能的实验室测试. 重点是确定最佳沥青含量,将提供最大强度的混合料,最小变形由轴负荷. 马歇尔稳定性和流动测试值, 密度, 混合料中的空隙率和矿集料均用于试验混合料的评价, 实验室压实(LMLC)沥青混合料. 马歇尔稳定性和流动试验还可以监测沥青混合料的生产使用植物混合料, laboratory-compacted (PMLC)样本.

背景和历史

第二次世界大战期间, 迫切需要迅速为轮毂载荷越来越大的大型军用飞机建造合适的机场. 1943年,美国海军在美国的海军陆战队服役.S. 美国陆军工程兵团在维克斯堡的水道试验站(WES)开始评估几种沥青路面混合料设计方法, 密西西比州. 1939年,布鲁斯·马歇尔在密西西比高速公路部门开发的马歇尔稳定法,在添加了测量变形(流动)的程序之后,似乎是最有希望的方法. 基于简单性,推荐了马歇尔方法, 快速有效的测试结果, 事实上,一些仪器与目前在使用的设备是兼容的 加利福尼亚承载比(CBR) 路基土荷载试验. 由于其直接的工艺和设备,以及广泛使用的美国.S. 军事, 该方法已被许多国家交通部门在一定程度上采用,是目前世界上应用最广泛的路面设计系统.

马歇尔稳定性测试:过程

马歇尔工艺使用一系列的实验室测试和评估标准来选择材料,并逐步缩小最佳混合设计的范围. 合适的混合料可以抵抗交通负荷造成的变形和气候条件造成的破坏,并具有足够的防滑能力.

注意: 与马歇尔混合料设计相关的试验有几种不同的ASTM和AASHTO试验方法中规定的程序, 以及许多地方和区域差异. 这篇文章的内容只是对设备和常规做法的指导,并没有打算取代任何这些公布的测试方法的要求.

 总选择 从实验室测试开始,以测量骨料的物理特性. 耐磨性, 稳健, 耐用性, 和颗粒形状的组合,以确保集料本身是耐用的,也将有助于最终沥青混合料的强度和抗变形. 下图显示了为评估拟议的骨料而进行的一些典型的实验室测试. 有测试设备和ASTM / AASHTO测试方法的链接参考.

综合测试


AASHTO /
AASHTO
方法
磨损
电阻
稳健韧性耐用性影响
电阻
形状 &
纹理
分级具体的
重力
洛杉矶磨耗XXXXX
Micro-DevalXXX
硫酸
稳健
C88 / T 104XX
耐久性指数

D3744 /

T 210

XX
细gg
有角

C1252 /

T 304

XX
沙子
等效

D2419 /

T 176

XX
平 &
细长的
D4791 / N/AX
成薄片 &
伸长
BS-812X
颗粒大小
分布
C136 / T 27X
特定的重力/
吸收
C128 / T 84X

将不同粒度或形状特征的骨料混合在一起,通常是为了生产密度更大的混合物, 的优势, 或处理属性.

沥青粘结剂的选择 不是按照马歇尔法中的具体程序来执行的吗. 通常使用超级铺路性能分级(PG)粘结剂系统, 但最终的选择可能是基于经验, 之前的表现, 或者是本地程序. PG系统根据预期的气候条件和老化条件来确定沥青粘结剂的适用性. 因此,在佛罗里达州使用的粘合剂与在明尼苏达州使用的粘合剂是不同的. PG粘结剂用两个数字进行分类,代表它们适合的最高和最低路面温度(摄氏).

AASHTO m320海图

样品制备 首先估计最佳粘结剂的含量, 基于经验和过去的表现. 在实验室规模上制备了几种集料和沥青粘结剂的试验共混物 搅拌机 粘合剂含量在估计值的最优值之上和之下,增量为0.5%. 每次试验混合必须包含足够的材料,以压缩三个样品的稳定性和流量测量, 通常约2.6lb (1.2公斤). 的 ASTM D2041/ AASHTO T 209 理论最大比重, 或米测试, 是否执行以记录设计组合的密度特征. 可以找到执行此测试的设备选择 在这里. 实验室烤箱 是否需要加热和调节集料和沥青材料,压实锤和模具.

样品压实 是手动的还是自动的 马歇尔压实工具 10磅(45.36公斤)质量和18英寸(457.2毫米)下降高度和静止或旋转操作. 制备和加热的试验共混物被压实成马歇尔 压实模具,每个组成的模具,衣领,和基地板在4英寸(101.6毫米)或6英寸(152.4毫米)直径. 压实样品所需的打击次数通常为35次, 50, or 75, 取决于预期的流量负载. 在试件的一侧施加规定数量的打击, 然后把模具反过来, 同样的数字作用于对边. 完整和压实的标本从模具中提取  样本喷射器 然后测量体积比重 ASTM D2726/ AASHTO T 166

稳定性和流动试验 在测试方法中有描述吗 ASTM D6927/ AASHTO T 245. 压实的沥青试样是在一个条件  水浴 在被放置在 马歇尔打破头. 破碎头和试样组件安装在  马歇尔稳定度测试 配备  组件 在试验期间测量稳定性和流量. 这个测试预测了混合试验的性能. 稳定性是当以2英寸(50英寸)的速率加载时混合料的最大强度.每分钟8毫米). 在加载过程中,试样的塑性流动或变形记录在0.01in (0.25mm)增量由百分表或线性可变位移传感器(LVDT).  数据采集软件 是否可自动记录、绘制、计算和报告马歇尔测试值.  ASTM D5581 也可用于6英寸(152毫米)压实试件或路面芯.

马歇尔数据采集软件截图

密度和空隙的表征/测量 对所建议的配合比设计进行全面分析的重要特性是什么. 正如上面所提到的, 比重和密度值的确定使用ASTM D2041/AASHTO T 209理论方法(大米试验)松散沥青材料和ASTM D2726/AASHTO T 166确定压实试样的体积比重. 还需要描述各种类型的气隙内容物. 压实混合物中的空隙含量由压实混合物中包覆集料颗粒之间的小空隙组成,是定义在 ASTM D3203/ AASHTO T 269. 还有另外两个由计算确定的空值.

  • 矿物团聚体中的空隙(影响规律) 定义为压缩混合物中团聚颗粒之间的空隙. 影响规律是根据骨料的散装比重计算的,并表示为压缩混合物的散装体积的百分比.

    影响规律计算公式为:

\[影响规律 = {100 - {GmbPs \over ’}}\]

地点:
影响规律 =矿物骨料中的空隙,体积百分比
=骨料的体积比重
Gmb =压实混合料的体积比重
Ps =骨料,占混合料总重量的百分比

  • 填充沥青的空隙(的浓度) 在压实的路面混合料中, 由骨料(影响规律)中被未吸收的沥青填充的初始空隙组成.

    的浓度可由下式确定:

\[的浓度 = {100({影响规律 - Pa \over 影响规律})}\]

地点:
的浓度 =矿物骨料中的空隙,体积百分比
Pa =压缩混合物中的空隙率,占总体积的百分比

试验方法和设备

下面的图表参考了一些ASTM和AASHTO标准测试方法与马歇尔混合料设计方法相关, 以及测试所需的实验室设备.

实验室
测试
设备
ASTM / AASHTO
测试方法
最大
具体的
重力和
密度
散装
具体的
重力的
压实
标本
沥青
准备
&
压实
沥青
稳定
&
百分比
含气率
样品的高度
或厚度
米测试D2041 / T 209X
体积密度X
马歇尔
压实
D6926 / T 245XX
稳定 &
XX
含气率在
压实
混合
D3203 / T 269X
样本
厚度
D3549X

我们希望这篇博客能让你更好地理解马歇尔沥青混合料设计方法以及相关的测试标准和实验室设备. 关于你的申请,请提问 loveBet爱博体育下载.

关于作者本·巴克斯