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哪些因素會影響馬歇爾穩(wěn)定度試驗儀的結(jié)果
馬歇爾穩(wěn)定度試驗儀用于評估瀝青混合料的抗塑性變形能力,其測試結(jié)果受多種因素影響。以下從原材料性質(zhì)、試件制備、試驗條件、儀器性能及操作流程等方面,對主要影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析:
一、原材料性質(zhì)
1. 瀝青類型與用量
- 瀝青類型:針入度較高的瀝青(如改性瀝青)通常具有更好的柔韌性,能提高混合料的抗變形能力,表現(xiàn)為穩(wěn)定度流值增大。例如,改性瀝青的馬歇爾穩(wěn)定度曲線在峰值后變形更緩慢,流值更高。
- 瀝青用量:瀝青用量過多會導(dǎo)致混合料黏聚力下降,穩(wěn)定度降低;用量過少則難以包裹集料,脆性增加。需通過配合比設(shè)計優(yōu)化瀝青用量,確保穩(wěn)定度與流值平衡。
2. 集料級配與性質(zhì)
- 級配類型:連續(xù)級配(如AC系列)與間斷級配(如AM系列)的混合料,其密實度和內(nèi)摩擦角不同,直接影響穩(wěn)定度。例如,粗骨料占比高的級配可能因空隙率過大導(dǎo)致穩(wěn)定度偏低。
- 集料質(zhì)量:集料的抗壓強(qiáng)度、表面紋理及吸水性會影響混合料的力學(xué)性能。劣質(zhì)集料可能導(dǎo)致局部應(yīng)力集中,降低穩(wěn)定度。
二、試件制備
1. 試件高度與密度
- 標(biāo)準(zhǔn)試件高度為63.5±5mm,若高度偏離要求,會導(dǎo)致壓實功差異,影響密度和穩(wěn)定度。例如,試件過高時,下部可能壓實不足,導(dǎo)致穩(wěn)定度測值偏低。
- 毛體積密度的控制至關(guān)重要,密度不均勻會使荷載分布不均,引入誤差。
2. 擊實次數(shù)與壓實功
- 擊實次數(shù)直接影響混合料的密實度。擊實不足時,空隙率較大,穩(wěn)定度偏低;過度擊實則可能破壞集料棱角,降低內(nèi)摩擦作用。
- 不同試驗方法(如標(biāo)準(zhǔn)擊實、重型擊實)的壓實功差異需通過對比試驗校正。
三、試驗條件
1. 溫度控制
- 試驗溫度顯著影響瀝青黏度。高溫下瀝青變軟,混合料抗變形能力下降,穩(wěn)定度降低;低溫時瀝青變脆,流值減小。
- 需根據(jù)工程所在地氣候條件設(shè)定試驗溫度(通常為60℃),并控制恒溫箱波動在±0.5℃內(nèi)。
2. 加載速率
- 加載速率過快可能超過混合料的蠕變適應(yīng)能力,導(dǎo)致穩(wěn)定度測值偏高;速率過慢則延長試驗時間,可能引入環(huán)境干擾。
- 一般要求加載速率為50±5 mm/min,且需在接近峰值時持續(xù)加載以捕捉完整荷載-變形曲線。
四、儀器性能
1. 加載系統(tǒng)精度
- 加載桿的垂直度誤差需小于0.1mm,否則會產(chǎn)生附加彎矩,導(dǎo)致試件受力不均。
- 荷載傳感器的分辨率應(yīng)達(dá)0.01kN,以確保穩(wěn)定度數(shù)值的精確性。
2. 變形測量裝置
- 流值測量依賴變形傳感器的精度,需定期校準(zhǔn)位移傳感器(如LVDT)的線性度。
- 對于改性瀝青混合料,傳統(tǒng)流值判定方法可能失效,需結(jié)合全程變形曲線分析。
五、操作與數(shù)據(jù)處理
1. 操作規(guī)范性
- 部件安裝時需確保上下表面水平,否則加載時會產(chǎn)生偏心應(yīng)力。
- 加載過程中應(yīng)連續(xù)施力,避免中途停頓導(dǎo)致應(yīng)力松弛。
2. 數(shù)據(jù)判讀與修正
- 穩(wěn)定度取值需結(jié)合荷載-變形曲線,部分混合料(如SMA)可能在峰值后仍保持較高承載力,需通過曲線后段特征綜合判斷。
- 流值的界定需考慮曲線斜率變化,而非機(jī)械依賴固定變形量。
六、環(huán)境與維護(hù)
1. 環(huán)境濕度:高濕度環(huán)境可能導(dǎo)致瀝青混合料吸濕,改變其性能。
2. 儀器維護(hù):需定期檢查加載絲桿潤滑性、傳感器漂移及模具磨損情況。