某段20km高速公路,路面宽度22.5m,拟加铺4cm沥青马蹄脂碎石混合料(SMA)。按设计要求,混合料油石比为7%,填料、细集料、粗集料质量分别占矿料总质量的10%、15%、75%,其中填料中矿粉和42.5级水泥各占50%,细集料全部为机制砂,粗集料为玄武岩碎石。某工程公司中标后,拟对材料成本编制预算。按企业成熟的施工管理经验和试验测定SMA压实干密度2.4t/m³,混合料的损耗为1%;场内运输及操作损耗如下:改性沥青、矿粉、42.5级水泥均为2%;机制砂、玄武岩碎石均为1%(单位质量分别为1.5t/m³、1.6t/m³ )。问题:
1、请按预算定额中材料消耗的计算原则和办法、上述资料以及如下表格中的单价编制SMA混合料的材料成本预算。(要求写出题中消耗量的计算式,不能直接采用定额中油石比换算公式等计算材料消耗量;材料消耗数量中沥青、水泥、矿粉的计算结果保留三位小数,碎石、机制砂的计算结果保留二位小数,金额取整)
2、计算本段高速公路路面加铺的SMA材料总成本。
SMA混合料材料消耗单位:1000m³
材料名称 | 单位 | 消耗量计算式 | 消耗量 | 单价(元) | 金额(元) |
改性沥青 | | | | 5000 | |
机制砂 | | | | 120 | |
玄武岩碎石 | | | | 200 | |
42.5级水泥 | | | | 400 | |
矿粉 | | | | 150 | |
纤维稳定剂 | | | | | 30000 |
材料费合价 | 元 | | | | |
一、首先需要了解什么是油石比,油石比和沥青含量之间如何转化。由于专业性太强,只能借助DeepSeek帮助解答,如下:
在沥青混凝土配合比设计和施工质量控制中,油石比和沥青含量是两个核心但极易混淆的概念。它们的本质区别在于计算基准不同。
一、基本定义
1. 油石比指沥青质量与矿料质量(即石料、砂、矿粉等集料的总质量,不含沥青)的百分比。
- 通俗理解: “一锅石头里掺了多少油”。它是纯粹的比例关系,直观反映沥青与石料的相对多少。
2. 沥青含量指沥青质量占沥青混合料总质量(矿料质量 + 沥青质量)的百分比。
- 通俗理解: “整份成品里,油占了百分之几”。它反映的是沥青在最终产品中的真实占比。
二、换算关系
二者可相互换算,关键在于分母不同。
注:计算时代入小数,如油石比为5%(即0.05),则沥青含量 = 0.05 / 1.05 ≈ 0.0476 = 4.76%。举例说明:假设矿料总质量为1000kg,沥青质量为50kg。
- 沥青含量 = 50 / (1000 + 50) = 50 / 1050 ≈ 4.76%
三、数值与感觉上的差异
- 数值上: 对于同一个混合料,油石比的数值总是大于沥青含量。
- 感觉上: 平时口头说的“5个油”,在多数中国工程语境下,通常指油石比5.0%,但实际混合料的沥青含量仅为4.76%。如果误解概念,直接按5.0%的沥青含量去投料,总油量会偏多,导致路面泛油。
四、工程应用场景
1. 配合比设计阶段(多用油石比)我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40)中,最佳沥青用量的确定、马歇尔试验指标的对应横坐标,标准表述均为油石比。因为矿料级配是骨架,设计时保持矿料总量为100,以油石比为变量,逻辑清晰,便于计算各种矿料比例。
2. 施工质量控制阶段(两者并用)
- 沥青含量是直接检测值。现场取沥青混合料样本进行离心抽提或燃烧法试验,得到的结果就是“沥青含量”。随后,技术人员需用上述公式反算出油石比,与设计值核对。
- 拌和楼生产记录中,这两个数值通常同时显示,便于监控。但计算矿料上料比例和沥青泵送量时,基础逻辑多基于油石比。
五、特别提醒:有效沥青与吸收沥青
在更深入的分析中,还会遇到有效沥青含量这一概念,不要和上面混淆。
- 总沥青 = 被集料表面吸附的沥青 + 填充空隙的有效沥青。
- 只有有效沥青才对混合料的路用性能起胶结作用,而吸附的那部分成了集料的一部分。
- 通常说配合比设计的“最佳油石比”,是针对总沥青用量而言的。
一句话总结:油石比分母是“纯石头”,体现投料比例;沥青含量分母是“成品总重”,体现产品占比。我国规范主用油石比设计,但现场实测的是沥青含量,两者必须分清并会换算。
要弄清楚油石比和沥青含量之间的转换可以简单做下数学运算,由题意知道沥青混合料油石比为7%,沥青含量=沥青质量÷沥青混合料总质量(沥青+矿料)×100%。
可以设沥青质量为a,矿料质量为b,所以(a/b)×100%=7%
沥青含量=a/(a+b)×100%,上下同时除以b得:
沥青含量=(a/b) / {(a+b)/b}×100%=7%/(1+7%)
1.改性沥青消耗量计算:
SMA混合料材料消耗单位:1000m³,SMA压实干密度2.4t/m³,混合料的损耗为1%,改性沥青场内运输及操作损耗为2%。改性沥青消耗量:2.4×1000×1.01×{7%÷(1+7%)}×1.02=161.751 t
2.填料、细集料、粗集料质量分别占矿料总质量的10%、15%、75%,其中填料中矿粉和42.5级水泥各占50%,由于10%+15%+75%=100%,油石比为7%,所以总质量共有107份。
注:场内运输及操作损耗:矿粉、42.5级水泥均为2%;机制砂、玄武岩碎石均为1%
矿粉消耗量:2.4×1000×1.01×{1÷(1+7%)}×10%×50%×1.02=115.536 t
42.5级水泥: 2.4×1000×1.01×{1÷(1+7%)}×10%×50%×1.02=115.536 t
由于机制砂的定额单位是m³,条件给出的15%是质量比,所以需要用到题目条件:机制砂单位质量为1.5t/m³进行转换。机制砂损耗为1%。
机制砂: 2.4×1000×1.01×{1÷(1+7%)}×15%×1.01÷1.5=228.81 m³
玄武岩碎石: 2.4×1000×1.01×{1÷(1+7%)}×75%×1.01÷1.6=1072.54 m³
材料名称 | 单位 | 消耗量计算式 | 消耗量 | 单价(元) | 金额(元) |
改性沥青 | | | 161.751 | 5000 | 808755 |
机制砂 | | | | 120 | 27457 |
玄武岩碎石 | | | | 200 | 214508 |
42.5级水泥 | | | | 400 | 46214 |
矿粉 | | | | 150 | 17330 |
纤维稳定剂 | | | | | 30000 |
材料费合价 | 元 | | | | 1144264 |
本段高速公路路面加铺的SMA材料总成本:
20000×22.5×0.04×1144264÷1000=20596752元