马歇尔稳定度作业指导书(终)

文件编号： ZY01-055-2008

作 业 指 导 书

（沥青混合料马歇尔稳定度试验） （沥青混合料浸水马歇尔稳定度试验）

（真空饱水马歇尔试验）

编写： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 受控状态： 持有者姓名： 分 发 号： 持有者部门：

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目

录

1． 主要设备及开展项目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2． 仪器设备操作规程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3． 检测工作程序及剩余样品处置„„„„„„„„„„„„„„„„5 4． 试验操作过程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 5． 数据处理规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 6． 测量不确定度报告„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 7． 原始记录表格„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19

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1．主要设备及开展项目

表1 主要仪器设备

主要仪器设备 仪器名称 马歇尔电动击实仪 恒温水浴 马歇尔稳定度仪 规格型号 TX-3 MDJ-I HH-60 DF-6 生产厂家 南京拓兴 西安公路研究所 南京东迈科技公司 南京拓兴 测量范围 / / 0-30kN 0-10mm 准确度等级 / 0.1℃ 0.5% ±0.03mm 表2 开展检测项目

开展检测项目 项目名称 沥青混合料马歇尔稳定度 沥青混合料浸水马歇尔稳定度 沥青混合料真空饱水 马歇尔稳定度 试验方法 T0725-2000 T0725-2000 T0725-2000 方法来源 JTJ052-2000 JTJ052-2000 JTJ052-2000 测量范围 / / / 允许误差范围 / / / 2．仪器设备操作规程

2.1马歇尔稳定度仪：

马歇尔稳定度仪

2.1.1开机预热十分钟后，即可开始试验

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2.1.2将测定密度后的试件置于恒温水槽中至少保持30min~40min（夹头和试件一同保温）

试件和夹头放入恒温水槽中保温

2.1.3将试件夹头内表面拭净，在夹头的导向杆上涂少量机油使之润滑

润滑压头导向杆

2.1.4从水槽中取出试样放在夹头上，再将上夹头相对放在试件上，然后一起放在仪器的托盘中心位置

夹头放在仪器托盘中心位置

2.1.5放好试件，按“启动”键，加荷设备开始做加载操作，当试件受压时，显示器显示试件受压的加荷过程，当确认达最大压力时，自动停止加荷并卸载，显示器显示“稳定

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度”及“流值”

流值 稳定度

启动键 2.1.6抬起压头，取出试件

2.1.7 试验结束后，一定要将仪器上残留的水擦干，以防仪器生锈 2.1.8试验过程中，对试件要轻拿轻放避免试件受到损坏 2.1.9要佩带防热的橡胶手套，以防烫伤

3．检测工作程序及剩余样品处置

委托送样：接样员判断样品是否接收→如可接收，接收样品并填写委托单→样品编号→样品区→下放通知单至主管处→主管根据计划下发通知单给试验员→试验员从待检样品区取样品→试验员进行试验检测（未进行完试验放入在检样品区）→试验检测完毕→填写仪器使用记录→对试验区卫生进行清理→剩余样品放入已检样品区按规定集中处理→由指定人员出具报告→报告审核、批准→报告盖章、发送。

4．试验操作过程

4.1 试验准备

4.1.1 设备有效性检查：试验前先检查马 歇尔稳定度仪是否在使用有效期范围内。 如果使用有效期在范围内，可继续进行试 验；如果不在范围内，通知设备管理员进

行设备检定。 有效性标识 江苏省交通科学研究院股份有限公司 第 5 页 共 20页

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4.1.2 仪器设备准备

(1) 检查稳定度上下压头内壁是否干净： 目测上下压头内壁是否有混合料印迹， 用凡士林涂抹在内壁上。

(2) 检查压头滑杆是否润滑：用凡士林 对滑杆进行润滑。

润滑压头内壁与滑杆 (3) 经检查，若试验主检设备能正常使用，在试验前将设备使用记录“使用前”一栏填写“正常”；若试验主检设备不能正常使用，填写设备维修单，通知设备管理员进行维修。

4.1.3 试验辅助用品准备：马歇尔稳定度试验过程中所需要的试验辅助用品如表3所示。

表3 试验辅助用品表

试验用品名称 铁锹 干净生铁托盘 装混合料的生铁盘 铁铲 机油 纱布 游标卡尺 凡士林 标签 手套 工作服 数 量 1把 1个 1个 2把 1瓶 1团 1个 1瓶 6张 2副 1件 用 途 取集料样品 装取集料样品 装取混合料样品 称取集料、混合料 擦拭试模内壁 擦拭试验仪器和试模 测量试件尺寸 润滑仪器部件 标识样品 防止温度烫伤 卫生用品 当进行试验时必须穿上工作服，将手套、标签、铁铲、平铲装入专用箱内带入试验室进行试验，试验完将以上工具放入工具箱带回放入员工办

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公室柜子内。铁锹、托盘、生铁盘等从混合料样品区拿取。 4.1.4 试验样品准备

（1）样品为沥青混合料准备工作

①确认样品：接样员在接到委托试验信息后应立即通知试验主管进行试验，主管安排指定试验员进行样品确认。

②烘散样品：试验员打开烘箱，将烘箱温度设定150℃。当温度到达设定温度后将沥青混合料放入烘箱中进行低温烘散。时间控制在半小时内。 ③加热试模及工具：在沥青混合料保温的同时，进行金属试模和铁铲的保温，保温温度100℃，直到成型试件时拿出试模，试模和铁铲保温时间不少于1小时，常温沥青混合料试模不加热。

烘散样品 加热试模及工具

④取样：从烘箱内取出以烘散样品， 取不少于2倍试验用量的混合料，采 用四分法取足试验用量的混合料。

四分法取样

⑤确定保温温度并保温：根据通知单提供的成型温度提高5℃设为样品保温温度，将混合料放置于以达到保温温度的烘箱内保温1.5~2.5小时，进行后续成型试验。

（2）样品为集料准备工作

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①确定制作沥青混合料试件的拌和与压实温度:当使用普通道路石油沥青时，以运动粘度为(17020)mm2/s时的温度为拌和温度(28030)mm2/s时的温度为压实温度。当使用改性沥青时，拌合与压实温度以沥青材料商提供值为准。

注：对于添加木质素纤维、聚脂纤维的沥青混合料拌和及成型温度在沥青材料商提供值提高5℃~10℃。

②样品取样：将一袋集料样品倒入专用板上拌均匀（如集料潮湿需先对集料进行加热，加热温度105℃，加热时间4小时），按四分法进行分样，分样重量不少于所需样品的2倍。在分样中再四分法称取集料的重量，集料的重量=沥青混合料重量×矿料占混合料比例，各档料的重量=集料的重量×各档料的比例，沥青的重量=沥青混合料重量×沥青占混合料比例。 ③样品加热：将集料和沥青放入烘箱进行保温（烘箱温度已达到要求加热温度），集料保温温度180℃-185℃（SBS改性沥青），集料保温温度165℃-170℃（70号道路石油沥青），集料保温时间2小时；70号道路石油沥青加热温度150℃-155℃，SBS改性沥青加热温度160℃-165℃，沥青加

热时间2.5小时，其它沥青材料加热温度按委托人要求进行；

样品取样 样品加热

④拌和锅加热设定：将沥青混合料拌和机预热至拌和温度以上10℃左右备用，拌合锅内壁及搅拌叶擦拭干净，保证沥青用量的准确性。

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拌合温度设定

⑤将所需质量并预热的粗细集料置于拌和机中，用料铲手工拌合均匀后，在集料中间位置挖出一凹巣，用小铲加入需要数量的已加热至拌和温度的沥青（沥青质量误差不得超过1g）。开动拌和机，搅拌1-1.5min，然后暂停拌和，加入单独加热的矿粉，继续拌和均匀为止，并使沥青混合料保持在要求的拌和温度范围内。标准的总拌和时间为3min。在拌合需加入纤维等添加物时，需先将纤维等添加物和矿料一起干拌10s-20s，在集料中间位置挖出一凹巣，用小铲加入需要数量的已加热至拌和温度的沥青，开动拌和机，搅拌1-1.5min，然后暂停拌和，加入单独加热的矿粉，继续拌和均匀为止，并使沥青混合料保持在要求的拌和温度范围内。标准的总拌和时间为3min。

倒入集料和沥青 矿粉单独加入

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拌合好的混合料放入烘箱

4.1.5成型马歇尔击实试件（详见混合料马歇尔击实成型作业指导书ZY01-243-2008） 4.2试验步骤 4.2.1马歇尔稳定度

（1）用卡尺(或试件高度测定器)测量试件直径和高度，十字交叉分别测四个高度取平均值(如试件高度不符合63.5mm1.3mm要求或两侧高度差大于2mm时，此试件应作废)，并按压实沥青混合料物理性质作业指导书的方法测定试件的物理指标（详见沥青混合料密度试验作业指导书ZY01-043-2008）。

测量试件尺寸

（2）将恒温水槽(或烘箱)调节至要求的试验温度，对粘稠石油沥青或烘箱养生过的乳化沥青混合料为60℃1℃，对煤沥青混合料为33.8℃1℃，对空气养生的乳化沥青或液体沥青混合料为25℃1℃，将试件置于已达规定

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温度和恒温水槽(或烘箱)中保温30－40min。试件之间应留有至少2cm间隔，底下应垫起，离容器底部不小于5cm。

设定水槽温度 （3）马歇尔试验仪的上下压头放入水槽(或烘箱)中达到60℃0.5℃的温度，将上下压头从水槽(或烘箱)中取出拭干净内面。为使上下压头滑动自如，可在下压头的导棒上涂少量黄油，再将试件取出置于下压头上，盖上上压头，然后装在加载设备上。

上下压头放入水槽中 压头导棒上涂少量黄油 （4）将流值测定装置安装于导棒上，使导向套管轻轻地压住上压头，同时将稳定度、流值读数调零。

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流值测定装置安装于导棒上 稳定度、流值读数调零 （5）启动加载设备，使试件受压，加速速度为(505)mm/min。当试验荷载达到最大值时，仪器自动停止加载，读取屏幕显示的荷载读数和流值读数(从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不应超过30s)。

启动设备进行试验 记录数据

4.2.2浸水马歇尔试验

（1）试件放入规定温度的水槽中（60℃）中保温48h。 （2）步骤同上述马歇尔稳定度试验。

4.2.3试验结束后将上下压头里外擦干净放回升降杆上，关闭仪器电源。 4.2.4填写马歇尔稳定度原始记录，试验员将任务单号、样品编号、仪器名称、型号和编号及其它信息填写完整。原始记录如填写错误，则在其上面划一横杠，在其右上角签上自己的姓名，保持卷面整洁，空白处划杠。

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4.3计算

4.3.1计算公式： （1）稳定度及流值

由荷载测定装置读取的最大值即试样的稳定度，以kN计。

由流值计及位移传感器测定装置读取的试件垂直变形，即为试件的流值FL，以mm计，准确至0.1mm。 （2）马歇尔模数

试件的马歇尔模数按下式计算

TMS FL式中：T──试件的马歇尔模数，kN/mm； MS──试件的稳定度，kN； FL──试件的流值，0.1mm。 （3）试件的浸水残留稳定度按下式计算

MSOMS1100 MSMSO──试件的浸水残留稳定度，%； MS1──试件浸水48h后的稳定度，kN。 4.3.2精确度和允许误差

当一组测定值中某个数据与平均值大于标准差的k倍时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的平均值作为试验结果。当试验数n为3、4、5、6个时，k值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。

4.4 样品处理及卫生要求

4.4.1 试验结束后，将破坏试验样品放置到规定垃圾存放处，并且将标签上

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“已检”一栏划“√”；

4.4.2 称集料、沥青或混合料过程中，称完后将托盘擦拭干净，用平铲将混合料盘表面铲干净，沥青铝锅表面擦拭干净，铲子擦拭干净； 4.4.3 拌料过程中，拌完拌和锅内外、地面需擦拭干净；

4.4.4 成型过程中，成型后成型机及地面需擦拭干净，混合料盘需用平铲铲干净，铲子需干净；

4.4.5 试验完后，稳定度仪表面需擦拭干净，仪器控制台需擦拭干净。 4.5 出具报告

4.5.1根据委托信息、原始记录进行报告编制； 4.5.2报告送审核人员进行审核、签字； 4.5.3报告送批准人员进行审核、签字； 4.5.4报告复印、盖章，进行存档。

5. 数据处理规定

5. 1 有效数字

5. 1.1 （末）的概念：所谓（末）指的是任何一个数最末一位数字对应的单位量值。 5. 1.2 有效数字：任何一个数通过位数截取都可得到一个近似数，该近似数的绝对误差的模小于0.5（末）时，从左边第一个非零数字算起，直到最末尾为止的所有数字。 5. 2近似数运算： 5. 2. 1 加、减运算：

参加加减运算时以各数中（末）最大的数为准，其余的数均比它多保留一位，多余位数舍去。计算结果的（末）应与参与运算的数中（末）最大的那个数相同。若计算尚需参与下一步运算，则可多保留一位。 例如：18.3+1.4546+0.876

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=18.3+1.45+0.88 =20.63≈20.6

如是最后计算结果，取20.6 若尚需参与下一步运算，取20.63 5. 2. 2 乘、除运算

参与数的乘除运算时，以有效数字最少的数为准，其余的数均较之多保留一位，。运算结果（积或商）的有效数字位数，应与参与运算的数中有效数字位数最少的那个数相同。若计算结果尚需参与下一步运算，则有效数字可多取一位。

例如： 1.1m×0.3268 m×0.10300 m =1.1 m×0.327 m×0.103 m =0.0370 m3≈0.037 m3

运算结果为0.037 m3。若需参与下一步运算，则取0.0370 m3。 5. 2. 3 数字修约

确定数字的修约间隔k（1、2、5）和有效数字位数后按下列方法进行：

修约间隔整数倍数的一系列（修约数的上一个至下一个即可）数中，最接近拟修约数的数则为修约数。如1.150001按0.1修约间隔（0.1表明k=1，及1位小数），相临修约数有：1.2、1.1，两数中1.2最接近1.150001,故1.2为修约数；

如果修约间隔整数倍数的一系列数中，有连续两个数同等地接近拟修约数，则两个数中只有为修约间隔偶数倍的数才是修约数。

6．测量不确定度报告

6. 1数学模型:

6. 1. 1依据JTJ052-2000«公路工程沥青和沥青混合料试验规程»建立数学模型：

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Y =X

式中：Y—计算稳定度值（kN）

X—六次稳定度试验平均值X=(X1+X2+X3+X4+X5+X6)/6（kN） 6. 1. 2测量的最佳值

设X=(X1+X2+X3+X4)/4=(12.42+13.27+12.65+12.85+12.83+12.12)=12.69（kN） 6. 1. 3 方差与灵敏系数

（1） 方差：根据前面已建立的数学模型得

uc2(y)c1u2(x)

2（2） 灵敏系数： C1=∂f/∂xi

即：C1=C(X)= ∂Y/∂X=1

6.1.4 标准不确定度的计算

（1） 由仪器引入的标准不确定度 u(x1)

u(x1)= △︳︳/k

X1的允许误差 △=±0.1 均匀分布,包含因子 k=31/2 则： u(x1)=0.058

（2）被测量结果的分散性影响u(x2) u(x2)= s/n1/2=0.161

6.1.5计算合成标准不确定度u C(y)：

uc(y)u2(x1)u2(x2)=0.17

得：uC(y)=0.17 6.1.6扩展不确定度U： U=k×uC(y)=0.34 6.1.7不确定度报告

y= ¯y ±U =12.69±0.34

6.2数学模型:

6.2.1依据JTJ052-2000«公路工程沥青和沥青混合料试验规程»建立数学模型：

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MSO=MS1/MS×100% MS──试件的稳定度，kN； MSO──试件的浸水残留稳定度，%; MS1──试件浸水48h后的稳定度，kN

6.2.2求被测量的最佳值

MS1=13.50，MS=14.00, MSO=96.4% 6.2.3方差与灵敏系数

（1）方差：根据前面已建立的数学模型得

u C2(MSO)=(∂MSO/MS1)2u2(MS)+ (∂MSO/MS)2u2(MS)

（2）灵敏系数： Ci=∂f/∂xi

即：C1=C(MSO)= ∂MSO/∂MS1=0.071

C2=C(MSO)= ∂MSO/∂MS=-0.069

6.2.4标准不确定度的计算

测量读数F的标准不确定度 u(MS1)和u(MS)

u(F)= ︳△︳/k u(F)= ︳△︳/k

F的允许误差 △=±0.01 均匀分布,包含因子 k=3 则： u(MS1)=0.006

1/2

u(MS)=0.006

6.2.5合成标准不确定度

u C2(MSO)=(∂MSO/MS1)2u2(MS)+ (∂MSO/MS)2u2(MS)

得：uC(y)=0.7% 6.2.6扩展不确定度U： U=K×uC(y)=1.4% 6.2.7不确定度报告

y= ¯y ±U=96.4%±1.4%

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沥青混合料浸水马歇尔稳定度试验记录表

编号：ZY01-055-2008-1 序号： 任务单号: 样品编号： 环境条件： 样品名称: 规格型号: 样品状态: 仪器设备名称、型号及编号： 试验方法: T0709-2000 混合料种类： 沥青种类标号： 水浴温度： 击实温度： 垂击次数，两面各 次 试样 编号 油石比(%) 试验高度(mm) 1 2 3 4 平均 干重 (g) 水中重(g) 表干重(g) 平均值 平均值 毛体积相对 密度 最大理论相对密度 空隙率(%) 稳定度(kN) 流值(0. 1mm) 矿料间饱和隙率度稳定度试验条比值流值试验 （％） （％） (kN) 件 （％） (0.1mm) 条件 非 条 件 条件 非 条 件 条件 试验： 复核： 日期：

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沥青混合料马歇尔稳定度试验记录表

编号：ZY01-055-2008-2 序号： 任务单号: 样品编号： 环境条件： 样品名称: 规格型号: 样品状态: 仪器设备名称、型号及编号： 试验方法: T0709-2000 混合料种类： 沥青种类标号： 水浴温度： 击实温度： 垂击次数，两面各 次 试件 编号 1 2 3 4 5 6 平均值 标准差×k值 油石比(%) 试验高度(mm) 1 2 3 4 平均 干重 (g) 水中重(g) 表干重(g) 试件毛体积相对 密度 最大理论空隙率(%) 相对密度 矿料间隙率（％） 饱和度（％） 稳定度(kN) 流值(0.1mm) 试验： 复核： 日期：

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