Po przeprowadzce Instytutu Gospodarstwa Wiejskiego i Leśnictwa do Puław (ówczesnej Nowej Aleksandrii) przeniósł się tam z rodziną i podjął pracę w nowoutworzonym Instytucie Politechnicznym i Rolniczo-Leśnym, gdzie wykładał „Materiałoznawstwo budowlane i maszynowe” oraz „Budownictwo wiejskie i melioracje”. W tym czasie powstał pomysł tzw. dwojaków puławskich, czyli domów przeznaczonych dla włościan, a także projekt Instytutu Politechnicznego w Łodzi. Ten ostatni był projektem przygotowanym na konkurs ogłoszony w 1865 r. przez Radę Miejską Łódzką. Konkurs został ostatecznie rozstrzygnięty przez ostatniego namiestnika Królestwa Polskiego, Fiodora Berga, który przyznał I nagrodę właśnie Karolowi Martin.
Po przejściu na emeryturę w 1880 r. zamieszkał u córki w Sandomierzu, gdzie zmarł 25 września 1891 r.
Wykonał szereg budowli gospodarczych w Warszawie i Rudzie. Był również autorem wielu publikacji branżowych.
Życie prywatne 4 maja 1844 r. w Warszawie poślubił Florentynę Antoninę Curé, córkę kostiumera Teatru Narodowego Karola Curé i Elżbiety Solbrych. Małżeństwo miało czworo dzieci: Henryka (1845–1910), Anielę (1851–1924), Zofię (1855–1915) i Teodorę (1856–1917).