體積法測定的壓實瀝青混合料毛體積密度經濟價值研究

摘要：壓實瀝青混合料毛體積密度的測定方法有多種，大家熟知的有表干法、水中重法、蠟封法，較少知道的是體積法。本文通過理論分析，試驗驗證，成本核算，著重通過國內壓實瀝青混合料毛體積密度測定常用的表干法與不常用的體積法進行對比分析論證，研究發現在實際工作中體積法測定的毛體積密度在瀝青路面工程造價成本分析中較表干法更合適，更接近實際，且簡單易測，具有不可小覷的經濟價值。

Abstract： There are many methods to determine the bulk volume density of compacted asphalt mixture， which are well known as surface dry method， water weight method， wax sealing method， and less known is volume method. Through theoretical analysis， test verification and cost accounting， this paper focuses on the comparative analysis and demonstration between the common surface dry method and the uncommon volume method in the determination of bulk volume density of compacted asphalt mixture in China. It is found that the bulk volume density measured by the volume method in the actual work is more suitable， closer to the reality， and simple and easy to measure in the cost analysis of asphalt pavement engineering， and has economic value that cannot be underestimated.

關鍵詞：壓實瀝青混合料;體積法;毛體積密度;成本分析;經濟價值

Key words： compacted asphalt mixture;volume method;bulk volume density;cost analysis;economic value

中圖分類號：U414 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）15-0158-02

0 ?引言

道路工程中瀝青路面常采用的瀝青混合料類型有AC類、ATB類、SMA類、SUP類等，以上各種類型在配合比設計時其壓實瀝青混合料的毛體積密度測定方法常采用的有表干法（吸水率≤2%）、水中重法（吸水率<0.5%）、蠟封法（吸水率>2%），絕大多數情況下采用的均是表干法，而體積法常用于空隙率較大的瀝青碎石混合料和大空隙透水性開級配瀝青混合料，且較少見。瀝青混合料目標配合比設計和生產配合比設計及現場施工質量控制中體現的密度也多是表干法測定的毛體積密度，再加上現場控制壓實度的標準密度中也采用瀝青混合料配合比設計報告中或每日室內馬歇爾擊實試驗的馬歇爾試件的毛體積密度，所以目前主流方法是表干法。以上情況在很大程度上幫我們現場及商務人員養成了慣性思維，以為在工程造價成本分析中也應該采用表干法測定的毛體積密度，想當然的認為這個報告上的密度就像設計圖紙設計出來的指標一樣來核算原材設計用量等，其實不然，否則會造成大量成本流失，不利于節流創效。

1 ?體積法測定的壓實瀝青混合料毛體積密度作為瀝青路面成本分析的理論分析

瀝青路面造價中材料費用占多半，所以通過計算材料用量來進行成本分析并作為施工控制的依據顯得尤其重要。目前設計圖紙對不同種類瀝青混合料路面工程量的表示均為平方米并附上厚度，通過這兩個指標可以計算出某種瀝青混合料的體積用量。瀝青混合料配合比中各種原材又是質量比例，所以要想計算出各材料用量必須得確定一個合適的密度。目前配合比報告大都附有壓實瀝青混合料表干法測定的毛體積密度，直接采用這個密度是否合適，我們先看一下試驗規程中對四種測定方法的簡單比較，見表1。

從表1可知水中重法、表干法、蠟封法的體積指標幾乎一致，體積法較前三種方法增加了表面凹陷。我們從工程現場實際出發，不難發現壓實瀝青混合料還具有表面構造深度，那對應的體積應該包括壓實瀝青混合料的表面凹陷，按照“計算質量采用同類體積對應同類密度”的原則，我們不難發現，在核算某種壓實混合料各原材數量的時候采用體積法測定的毛體積密度是有理論和現實意義的，且最合適。

2 ?表干法與體積法測定的毛體積密度對比試驗分析

江陰市芙蓉大道快速化改造工程（海港大道-科技大道）全長19.060km，其中第五工區起訖樁號K16+530-K19+060，全長2.53km，其中有一座888m長的主線高架橋，瀝青路面上面層采用的均為SMA-13瀝青混合料，其生產配合比理論最大相對密度為2.608，設計空隙率是3.8%，馬歇爾表干法毛體積密度是2.501，碎石采用玄武巖，瀝青采用SBS I-D改性瀝青，最佳油石比為6.1%。

以SMA-13瀝青上面層實際工程為例，表2是一組施工當日室內馬歇爾數據，其中試件高度和直徑全為均值，僅僅增加了體積法毛體積密度的計算并未做其他改變。通過表2可以看出表干法毛體積密度要比體積法的大0.086g/cm3（86kg/m3）。

施工兩天后通過鉆孔取芯來檢測厚度和壓實度，共鉆取6個瀝青芯樣，采用巖石切割機將上面層芯樣完整切割下來，晾曬24h后確認試件處于恒重后進行表干法及體積法毛體積密度的測試，試驗結果見表3。由表3可知，SMA-13上面層芯樣表干法毛體積密度要比體積法大0.092g/cm3（92kg/m3），與表3中差值相差較少，基本吻合。在核對大量數據后，發現均表現出相近的結果。

鑒于以上試驗數據，我們不免存在疑問，規程中規定吸水率在2%以下（包含2%）采用表干法進行毛體積密度的測定，用于設計瀝青混合料的空隙率和礦間隙率等各項體積指標，而以上SMA-13的試件或芯樣的吸水率在0.56%-0.58%之間，怎么兩種方法測出來的密度有如此差距。究其原因是試件和現場施工的瀝青混合料存在表面凹陷——芯樣切割后底面雖然較平，頂面依然會有凹陷，周邊也伴有較小空隙（試件浸水后不能在試件周邊形成完全包裹的水膜），也就是說規程里面的表干法毛體積密度沒有真正的實現理想狀態——將連通表面的開口空隙完全被水膜包裹，導致體積測試偏小，密度偏大。

雖然規程中規定的表干法毛體積密度在體積法設計瀝青混合料配合比的時候是合適的，但通過以上數據分析也間接證明了體積法毛體積密度與實際更相符，更適合來作為成本分析的基礎數據。另外通過表2和表3我們還能發現室內試驗的毛體積密度要比現場芯樣的密度大約0.7%，這一數據告訴我們在用體積法毛體積密度進行計算原材數量控制成本的時候已經有了富余，足以抵消施工過程中的損耗（一般損耗0.5%），不需要再額外考慮損耗率。

3 ?通過實例成本分析證明體積法毛體積密度的經濟價值

還是以江陰市芙蓉大道快速化改造工程（海港大道-科技大道）工程為例，我們來進行成本分析對比。第五工區的上面層（4cm厚SMA-13）工程量為116375.7m2，全線上面層（K0+000-K19+060，不含隧道及橋面鋪裝層）工程量為705308m2。以表4和表5分別按照表2中的表干法毛體積密度2.494t/m3和體積法密度均值2.408t/m3計算，原材單價按照江陰市市場估算價格計算，其核算結果如下所示。

從表4可看出，單獨五工區上面層體積法密度較表干法原材成本核算減少了20.7萬元，看表5在增加了工程量基數后減少數額可達125.7萬元，如果類似工程是100km的話，單獨上面層原材成本核算就要減少約600萬。這表明在成本核算時密度的選擇將產生兩種不一樣的效果，而且道路路面工程大都是帶狀結構，其路面面層的工程量往往都很大，密度小小的差距會被放大N多倍，所以這不得不引起我們的重視。

4 ?結論

①瀝青路面工程在施工過程進行成本控制核算時，應該選用壓實瀝青混合料體積法測定的毛體積密度來進行核算，這樣獲得的結果相比采用表干法毛體積密度要準確也更合理，既能提高成本控制的精確度，也能督促提高施工控制水平。②瀝青混合料配合比設計時，無論是目標配合比設計還是生產配合比設計，附上最佳瀝青用量對應的壓實瀝青混合料體積法測定的毛體積密度會使其不僅僅具有質量價值，而且大大增加了其具有的經濟價值。③體積法毛體積密度通常僅僅需要在表干法密度試驗獲得的數據基礎上做下計算就可以，并不會增加額外的過多工作，建議在規程修訂更新時能考慮下這個因素，在體積法目的與使用范圍上增加其的經濟價值。

參考文獻：

[1]袁傳泯，楊銳，聶堂鴻.壓實瀝青混合料毛體積密度測定方法綜述[J].中外公路，2011，31（01）：217-220.

[2]吳國雄，楊銳，楊大田，袁傳泯.真空密封法測定瀝青混合料毛體積相對密度試驗[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2010，29（06）：896-899，983.

[3]JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

作者簡介：胡秋海（1989-），男，河南林州人，本科，助理工程師，研究方向為公路工程。