張迪生 ，陳瀟江

（南京市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇南京210013）

廢舊橡膠瀝青 SMA混合料鋪設(shè)路面結(jié)構(gòu)降噪效果初探

張迪生 ，陳瀟江

（南京市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇南京210013）

介紹了路面結(jié)構(gòu)降噪物理特性，利用廢舊橡膠瀝青 SMA混合料作為路面結(jié)構(gòu)降噪材料，探索其隔聲性能的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法。選取南京繞城公路一段作為監(jiān)測(cè)路段，對(duì)采用普通瀝青路面和采用 SMA材料的結(jié)構(gòu)降噪路面進(jìn)行比對(duì)監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示采用 SMA材料的結(jié)構(gòu)降噪路面聲級(jí)值降低1～1.8dB。分析認(rèn)為交通噪聲主要聲源為驅(qū)動(dòng)噪聲，而驅(qū)動(dòng)噪聲中主要噪聲部分為排氣噪聲，所以對(duì)于路面行駛噪聲的降噪對(duì)于交通噪聲整體聲級(jí)的改善作用有限。

路面結(jié)構(gòu)降噪；SMA混合材料；隔聲量；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)；方法；效果

1 引言

隨著城市化進(jìn)程的逐步加快，城市交通工具數(shù)量越來(lái)越多，功率越來(lái)越大，速度越來(lái)越快。交通噪聲成為現(xiàn)代城市環(huán)境中的最主要噪聲來(lái)源，影響市民的正常生活和身體健康，已成為市民當(dāng)前反映的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在各類(lèi)環(huán)境投訴案件中噪聲投訴占據(jù)首位：2012年，南京市污染舉報(bào)中心共接到各類(lèi)污染投訴 23665件次，其中 噪聲投訴最多，占74.7%［1］。交通噪聲作為一種非穩(wěn)態(tài)、不連續(xù)的流動(dòng)污染源，具有強(qiáng)度大、影響范圍廣的特點(diǎn)，已逐漸成為城市環(huán)境噪聲的主要污染源，也成為環(huán)境噪音控制的難點(diǎn)。解決交通噪聲投訴是提高市民滿(mǎn)意率的基本措施，也是全面建設(shè)小康社會(huì)的重要基礎(chǔ)。

環(huán)境保護(hù)部于 2010年發(fā)布了 《地面交通噪聲污染防治技術(shù)政策》，對(duì)交通噪聲治理提供了相應(yīng)對(duì)策。該技術(shù)政策規(guī)定了合理規(guī)劃布局、噪聲源控制、傳聲途徑噪聲削減、敏感建筑物噪聲防護(hù)、加強(qiáng)交通噪聲管理五個(gè)方面的地面交通噪聲污染防治技術(shù)原則與方法［2］。目前，對(duì)交通噪聲普遍采用路面結(jié)構(gòu)降噪、綠化帶、聲屏障、隔聲窗等手段進(jìn)行控制。相關(guān)資料顯示［3］：廢舊橡膠瀝青 SMA路面結(jié)構(gòu)降噪［4］是基于SMA路面和橡膠瀝青路面的降噪特性提出的，是兩者精華的有機(jī)結(jié)合，即在集料集配上吸納了 SMA混合料，保持良好的表面特性，同時(shí)通過(guò)在集料中加入一定劑量的高彈性廢舊橡膠顆粒（由廢舊輪胎磨制而成），增加路面的彈性和阻尼性能，從而達(dá)到降低輪胎／路面泵氣噪聲和輪胎振動(dòng)噪聲的雙重效果。

2 路面結(jié)構(gòu)降噪物理特性介紹

國(guó)內(nèi)外的研究表明，輪胎與路面接觸噪聲的大小不僅與輪胎本身 （如表面花紋）有關(guān)，更主要的取決于路面的表面特性。概括起來(lái)，輪胎噪聲的物理現(xiàn)象有以下三方面：

（1）沖擊噪聲 （振動(dòng)噪聲）。該噪聲主要由路面的不平整度、車(chē)轍、橫向刻槽等引起輪胎振動(dòng)（甚至連帶車(chē)身振動(dòng)）而輻射噪聲，該噪聲的頻率較低。

（2）氣泵噪聲。輪胎在路面上滾動(dòng)時(shí)，表面花紋槽中的氣體被壓縮后迅速膨脹釋放而發(fā)出噪聲，噪聲產(chǎn)生的過(guò)程類(lèi)似于空氣泵壓縮—膨脹發(fā)出爆破聲的現(xiàn)象。氣泵噪聲的強(qiáng)度隨車(chē)速的增加而增加，且以高頻聲為主，在輪胎噪聲中占主要位置。

（3）附著噪聲。是由輪胎橡膠在路面上附著作用力而產(chǎn)生的類(lèi)似于真空吸力的噪聲。

在我國(guó)低噪聲路面的形式主要有兩種：一種是多孔性瀝青路面；另一種是骨架密實(shí)型瀝青路面。后又對(duì)骨架密實(shí)型瀝青路面進(jìn)行了應(yīng)用性研究，采用廢舊橡膠瀝青 SMA混合料鋪筑路面。南京目前在繞城公路和揚(yáng)子江大道均鋪設(shè)了此類(lèi)路面，根據(jù)剛性骨架多孔材料的微觀理論和聲學(xué)原理，影響低噪聲路面聲學(xué)特性的主要因素有：孔隙率、流阻率、扭曲因子和孔型因子。因此控制路面的孔隙率和流阻率是影響降噪效果的關(guān)鍵。SMA材料集配設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 SMA材料集配設(shè)計(jì)表

3 低噪聲路面隔聲性能的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法

對(duì)于路面結(jié)構(gòu)降噪隔聲量的監(jiān)測(cè)，我國(guó)目前沒(méi)有統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范和方法。由于路面噪聲發(fā)聲機(jī)理非常復(fù)雜，對(duì)路面噪聲進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)非常困難，采取的評(píng)價(jià)方法也多種多樣。目前現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量交通噪聲的常用方法主要有以下兩種：①遠(yuǎn)場(chǎng)或路側(cè)測(cè)試法，即在公路旁放置聲級(jí)計(jì)測(cè)量噪聲；②近場(chǎng)法，即在輪胎／路面接觸附近安放聲級(jí)計(jì)測(cè)量噪聲。為了可操作性及更好地反應(yīng)交通噪聲的實(shí)際情況，考慮采用遠(yuǎn)場(chǎng)法測(cè)量。通常遠(yuǎn)場(chǎng)或路側(cè)測(cè)試方法主要包括以下3類(lèi)：統(tǒng)計(jì)經(jīng)過(guò)法，控制經(jīng)過(guò)法和定時(shí)測(cè)量法。統(tǒng)計(jì)經(jīng)過(guò)法要求在離開(kāi)被測(cè)道路一定距離和高度的位置安放聲級(jí)計(jì)，歐洲的標(biāo)準(zhǔn)是：距行車(chē)道中心線(xiàn)7.5 m，路面以上1.2 m處。測(cè)試對(duì)象為自由的交通流，速度恒定，限速在 50km／h以上。本次監(jiān)測(cè)參照統(tǒng)計(jì)經(jīng)過(guò)法進(jìn)行，步驟如下：

（1）在開(kāi)闊地帶進(jìn)行，選擇單側(cè)路幅為低噪聲路面及非低噪聲路面連接段，其中低噪聲路面長(zhǎng)度為800m，對(duì)面交通進(jìn)行臨時(shí)封閉；

（2）低噪聲路面監(jiān)測(cè)點(diǎn)選在低噪聲路面的中心，非低噪聲路面監(jiān)測(cè)點(diǎn)距其800m布設(shè)；

（3）低噪聲路面與非低噪聲路面之間無(wú)匝道，無(wú)進(jìn)出口，保證車(chē)流量穩(wěn)定且噪聲無(wú)相互干擾；

（4）以車(chē)輛為中心、半徑50m內(nèi)無(wú)較大的反射物；

（5）長(zhǎng) 800m測(cè)試區(qū)內(nèi)坡度不超過(guò) 0.5%；

（6）測(cè)試時(shí)背景噪聲應(yīng)比所測(cè)試車(chē)輛的噪聲低10dB以上，否則需修正測(cè)試結(jié)果；

（7）傳聲器的位置距離車(chē)輛行駛中心線(xiàn)7.5m，距地面高度 1.2m。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)位如圖1所示。

4 路面結(jié)構(gòu)降噪隔聲性能現(xiàn)狀分析

實(shí)際監(jiān)測(cè)選擇的路段為南京繞城公路高橋門(mén)附近，段落樁號(hào)為：NK18＋687～NK19＋875（二橋往三橋方向右幅），是橡膠瀝青降噪路面試驗(yàn)段。該路段原路面類(lèi)型為 AK13A，通車(chē)半年左右。計(jì)劃選擇低噪聲路面與非低噪聲路面各一處進(jìn)行24h連續(xù)監(jiān)測(cè)，比較其性能。距離行車(chē)行駛中心線(xiàn) 7.5m進(jìn)行交通噪聲的 24h連續(xù)監(jiān)測(cè)，采樣間隔0.1s，時(shí)間計(jì)權(quán)為 “快”響應(yīng)，記錄每個(gè)小時(shí) 的 Leq、L5、L10、L50、L90、L95、SD、Lmax、Lmin，同步記錄地表與地上的車(chē)流量，分大、中、小、摩托車(chē)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。實(shí)際監(jiān)測(cè)的橡膠瀝青降噪路面和普通路面現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表 2～表4。

表2 24h噪聲測(cè)點(diǎn) （普通瀝青路面）監(jiān)測(cè)結(jié)果 （dB（A））

表3 24h噪聲測(cè)點(diǎn) （SMA材料結(jié)構(gòu)降噪路面）監(jiān)測(cè)結(jié)果 （dB（A））

表4 監(jiān)測(cè)期間車(chē)流量構(gòu)成情況

國(guó)外對(duì)低噪聲路面的研究和應(yīng)用較早，瑞典國(guó)家道路與交通研究所 Sandberg博士2002年在《Tyre／Road Noise Reference Book》一書(shū)中首次定義了低噪聲路面的概念，即低噪聲路面與傳統(tǒng)和最普通的路面相比至少可降低噪聲3dB。根據(jù)相同聲源疊加效果分析，降低3dB噪聲相當(dāng)于道路上的交通量減半。從道路結(jié)構(gòu)角度來(lái)降低交通噪聲，只能從輪胎與路面接觸所產(chǎn)生的噪聲方面進(jìn)行控制，要降低3dB噪聲相當(dāng)不易。從圖3和圖4可以看出，南京繞城公路僅右幅路面采用橡膠瀝青SMA降噪路面，聲級(jí)值降低1～1.8dB。由于交通噪聲主要聲源為驅(qū)動(dòng)噪聲，而驅(qū)動(dòng)噪聲中主要噪聲部分為排氣噪聲，所以路面行駛噪聲的降噪對(duì)于交通噪聲整體聲級(jí)的改善作用有限。

5 結(jié)論

（1）對(duì)于典型交通噪聲的控制，采用路面結(jié)構(gòu)降噪，不但能降低噪聲，而且還能在降低交通噪聲的同時(shí)減少雨天水膜的形成，減少水霧的產(chǎn)生，提高路面的抗滑性能。SMA混合材料空隙結(jié)構(gòu)還能夠較好地吸附汽車(chē)尾氣，降低大氣污染。

（2）本次研究選取低噪聲路面和普通瀝青路面進(jìn)行對(duì)比，實(shí)際聲級(jí)值降低1～1.8dB，低于國(guó)內(nèi)外研究認(rèn)為的應(yīng)降噪3dB，但選取的監(jiān)測(cè)路段僅右幅路面采用橡膠瀝青SMA降噪路面。

（3）對(duì)交通噪聲的控制，應(yīng)當(dāng)因地制宜，首先應(yīng)盡量考慮從源頭控制，改進(jìn)汽車(chē)降噪工藝，降低聲源噪聲，交通規(guī)劃應(yīng)當(dāng)與聲環(huán)境保護(hù)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，通過(guò)合理構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò)，提高交通效率，總體減輕地面交通噪聲對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，結(jié)構(gòu)降噪路面雖然能夠降低一定的交通噪聲，但不能解決噪聲污染的本質(zhì)問(wèn)題。

（4）針對(duì)交通噪聲的頻譜特性和路面特性，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)路面結(jié)構(gòu)降噪材料的性能的進(jìn)一步研究，爭(zhēng)取打破國(guó)外的技術(shù)壟斷，為今后在國(guó)內(nèi)的技術(shù)推廣應(yīng)用掃除關(guān)鍵技術(shù)和經(jīng)濟(jì)成本的壁壘，盡快制定路面結(jié)構(gòu)降噪材料的評(píng)價(jià)方法，對(duì)瀝青和混合材料的制作方法標(biāo)準(zhǔn)化。

（5）針對(duì)不同的交通路面，選擇結(jié)構(gòu)降噪路面、聲屏障和林帶降噪、隔聲窗等組合降噪形式，降噪效果會(huì)顯著提高。

［1］南京市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(shū) （2012年度）［R］.2012：96－97.

［2］環(huán)境保護(hù)部.地面交通噪聲污染防治技術(shù)政策 ［Z］.2010.

［3］儲(chǔ)益萍.道路交通噪聲控制措施的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較分析 ［J］.環(huán)境污染與防治，2011，（5）：107－110.

［4］王佐民.SMA低噪聲路面降噪試驗(yàn)研究 ［A］.中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2002年論文集 ［C］.2002.

A Preliminary Research on Effects of Noise Reduction of Road Constructed by Asphalt SAM MixtureModified by Waste Rubber

ZHANG Di－sheng，CHEN Xiao－jiang
（Nanjing Environmental Monitoring Center，Nanjing，Jiangsu 210013，China）

The physical properties of noise reduction through road structure were presented.The effect of noise reduction of one new material of asphalt SAM mixture modified by waste rubber was explored as well as the on－site monitoring methods.One section of road in Nanjing ring road was selected to carry out the monitoring work to compare the effects of the ordinary road and the road with new materials.The results showed that the sound of the road with new materials was only 1 to 1.8dB lower than that of the old road under the similar traffic condition.The major source of traffic noise comes from the engine.Meanwhile，the exhaust noise contributes the most noise.Therefore，it is limited to reduce the traffic noise through improving the road structure.

noise reduction through road structure improvement；SAM mixture；noise insulation；on－site monitoring；method；effect

TB53

A

1673－9655（2014）05－0067－05

2014－04－22

張迪生 （1971－），男，安徽舒城人，漢族，高工，學(xué)士，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。