（重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院， 重慶 400074）

低噪聲瀝青路面的降噪對(duì)策簡(jiǎn)述

徐瑞剛

（重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院， 重慶 400074）

噪聲污染的日益嚴(yán)重促進(jìn)了相關(guān)低噪聲路面的研究，文章介紹了低噪聲瀝青路面的三種降噪機(jī)理以及其在工程應(yīng)用方面的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)路面選用何種降噪對(duì)策具有一定的指導(dǎo)意義。

低噪聲瀝青路面；降噪對(duì)策；多空隙瀝青混凝土

1 前言

公路交通具有機(jī)動(dòng)靈活、速度較快、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，是打通運(yùn)輸過(guò)程中最后一公里的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)公路里程不斷增加，隨之而來(lái)的問(wèn)題也層出不窮，其中噪聲污染就是比較引人關(guān)注的環(huán)保問(wèn)題之一。隨著城市機(jī)動(dòng)車輛的迅速增加，道路交通噪聲成為了城市的主要噪聲源，嚴(yán)重影響了人們的身心健康，因此開(kāi)展低噪聲瀝青路面的研究具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

2 降低瀝青路面噪聲的對(duì)策

道路交通噪聲主要由汽車機(jī)械噪聲、進(jìn)排氣噪聲、風(fēng)阻噪聲、車體震動(dòng)噪聲以及輪胎路面摩擦噪聲組成?，F(xiàn)代汽車自身的機(jī)械噪聲已經(jīng)被控制到了較低的程度，城市快速路的機(jī)動(dòng)車產(chǎn)生的風(fēng)阻噪聲也較小，對(duì)城市居民產(chǎn)生嚴(yán)重影響的噪聲是由輪胎路面摩擦噪聲造成的。大量的試驗(yàn)及實(shí)踐表明，降低輪胎與路面噪聲的三個(gè)基本原理是增加混合料空隙、優(yōu)化面層紋理結(jié)構(gòu)以及增加面層材料的黏彈特性?？偠灾?，優(yōu)化輪胎與路面的接觸面是降低輪胎/路面噪聲的有效方法。

2.1 多空隙瀝青混凝土的降噪技術(shù)

多空隙瀝青混凝土(porous asphalt)，一般是指設(shè)計(jì)空隙率為15%-25%，采用大空隙開(kāi)級(jí)配的瀝青混合料。已經(jīng)被世界公認(rèn)為是一種典型的低噪聲瀝青混合料，其吸收聲能的原理是當(dāng)輪胎與多空隙瀝青路面接觸時(shí)，輪胎的擠壓變形導(dǎo)致的空氣壓縮程度大大降低，從而使得泵吸效應(yīng)大大降低，達(dá)到降噪的目的。另一方面，多空隙瀝青路面在噪聲的傳播過(guò)程中，其內(nèi)部的細(xì)微空隙相互連通，對(duì)聲波的入射能具有一定的消減作用，同時(shí)也可以對(duì)噪聲有散射、衍射等作用，減少路面的多普勒效應(yīng)。其原理見(jiàn)圖2.1。[1]

圖2.1 多空隙路面的噪聲反射原理圖

多空隙瀝青混凝土路面在使用過(guò)程中同樣存在著這樣那樣的問(wèn)題，其一是空隙率較大使得空隙容易堵塞，需要定期組織清理空隙堵塞物，再者冬季冰雪更容易被冰雪覆蓋，需要較多的除冰雪劑，造成道路的運(yùn)營(yíng)成本較高。但在追求環(huán)保的當(dāng)下，其在城市道路中降低噪聲的方面具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

2.2 改善瀝青路面紋理的路面降噪技術(shù)

良好的路面紋理不僅僅可以保證路面的摩擦系數(shù)，還可以有效降低輪胎/路面噪聲，其原理在于通過(guò)采用公稱最大粒徑較小的瀝青混合料，增加輪胎下面覆蓋著的碎石顆粒數(shù)量，使得噪聲聲波產(chǎn)生相互干涉，從而降低噪聲強(qiáng)度。國(guó)際上比較成功的路面結(jié)構(gòu)有BBTM6、BBTM10，SMA10和SMA6等，雖然這些路面結(jié)構(gòu)的降噪效果不及多空隙瀝青混凝土，但其耐久性以及易于維護(hù)性明顯要強(qiáng)于多空隙瀝青混凝土。

研究表明，不同的路面材質(zhì)以及不同的紋理類型均對(duì)輪胎噪聲有不同的影響。例如：Phil Morgan[2]研究認(rèn)為增加0.5-10mm范圍內(nèi)的紋理能夠降低輪胎與路面產(chǎn)生的共鳴噪聲，并且在低頻階段與高頻階段有不同的作用。橫向紋理的噪聲水平明顯高于隨機(jī)紋理?！罢y理”（顆粒或邊緣突出路面而產(chǎn)生的紋理）和“負(fù)紋理”（表面平整的粒子間形成的空隙）對(duì)降噪的影響也不同，具有“正紋理”的路面當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的振動(dòng)，而“負(fù)紋理”被證明是有利于降噪的?？偟膩?lái)說(shuō)，路面表面紋理與噪聲關(guān)系的相關(guān)研究還處在定性的階段，路面紋理優(yōu)化仍是一種有效降低噪聲的途徑。正紋理與負(fù)紋理對(duì)比圖見(jiàn)圖2.2。

圖2.2 正紋理與負(fù)紋理對(duì)比圖

2.3 改善瀝青路面黏彈性的路面降噪技術(shù)

瀝青混合料是一種黏彈性材料，其黏彈塑性一般認(rèn)為是由起膠結(jié)作用的瀝青的性質(zhì)、瀝青膜厚度以及礦料間的相互作用力[3]。瀝青路面作為黏彈性材料具有一定的阻尼特性，其降噪機(jī)理在于能夠消減振動(dòng)的強(qiáng)度，當(dāng)振動(dòng)傳遞到瀝青路面上時(shí)，混合料的阻尼特性通過(guò)內(nèi)部摩擦和互相錯(cuò)動(dòng)使得振動(dòng)能量被耗散，從而實(shí)現(xiàn)降噪的目的。

改善瀝青混合料黏彈特性主要是從改善礦料級(jí)配以及改善黏結(jié)料的性能這兩方面入手。目前，常用的方法是改變礦料級(jí)配、優(yōu)化公稱最大粒徑以及空隙率。另外，使用高性能的SBS改性瀝青和橡膠瀝青同樣能增加路面材料的黏彈特性。兩種常見(jiàn)的彈性路面類型包括橡膠瀝青路面和彈性多孔路面，前者是在瑞典發(fā)展起來(lái)的，包括干拌法和濕拌法兩種不同的工藝，彈性多孔路面兼具多孔性和彈性的特點(diǎn)，具有明顯的降噪效果，但其與剛性基層的黏結(jié)力不夠，并且造價(jià)很高，目前只是小范圍的試驗(yàn)階段。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合上述三種低噪聲瀝青路面的降噪對(duì)策，分別具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在選用的過(guò)程中應(yīng)該綜合考慮各方面的因素，選擇最合理的技術(shù)方案來(lái)達(dá)到瀝青路面降噪的目的。多空隙瀝青路面的降噪效果最好，但它的耐久性較差、空隙容易堵塞，并且為了維持較好的降噪效果需要定期的清理空隙，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較高。對(duì)于追求易養(yǎng)護(hù)、耐久性好的工程可以選擇改善瀝青路面紋理的路面降噪技術(shù)來(lái)達(dá)到降噪目的。而文中沒(méi)有涉及的雙層排水面層，其降噪效果明顯優(yōu)于單層排水面層?？傊?，加強(qiáng)瀝青路面降噪技術(shù)的研究對(duì)于改善道路交通環(huán)境具有重要的意義。

[1]王旭東, 李美江. 低噪聲瀝青路面[M]. 北京: 人民交通出版社股份有限公司, 2015.

[2] Morgan P. FEHRL Report 2006/02 Guidance Maunal for the Implementation of Low-noise Road Surfaces[R]. Brussels:FEHRL,2006.

[3]張肖寧. 瀝青與瀝青混合料的黏彈性力學(xué)原理及應(yīng)用[M]. 北京:人民交通出版社,2006.

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