低噪声路面类型及其适用性

  • 格式:pdf
  • 大小:100.97 KB
  • 文档页数:2

噪声的产生和危害随着交通运输事业的迅速发展,车流量增大,车速加快,交通噪声对居民的干扰日益严重,污染范围迅速扩大,已成为我国城市环境的一大公害,严重地威胁着人们的正常生活和身心健康。

道路交通噪声的主要来源是车辆运行过程中产生的噪声。

车辆在运行过程中受到内燃机和机械传动机构的影响以及来自路面的冲击,所有的零部件都会产生振动和噪声。

实际上车辆是一个包含各种不同性质声的复杂噪声源,主要包括发动机噪声、进气和排气噪声、风扇运转噪声、车体构件振动噪声和轮胎噪声。

对于大型车而言,进气和排气噪声在整车噪声中占有显著份额;而对小型车而言,轮胎噪声在整车噪声中所占比例较大,且随车速提高而增大。

低噪声路面的降噪机理面层空隙的吸声作用。

除了吸收发动机和传动机件辐射到路面的噪声外,还可以吸收通过车底盘反射回路面的轮胎噪声及其他界面反射到路面的噪声,其吸声机理类似于多孔吸声材料的吸声作用。

降低气泵噪声。

由于面层具有互通的空隙,轮胎与路面接触时表面花纹糟中的空气可通过空隙向四周溢出,减小了空气压缩爆破产生的噪声,且使气泵噪声的频率由高频变为低频。

降低附着噪声。

与密实路面相比,轮胎与路面的接触面减少,有助于附着噪声的降低。

良好的路面平整度降低了冲击噪声。

低噪声沥青路面目前发现具有降噪效果的沥青路面有。

多孔性沥青路面、橡胶沥青路面、SMA 路面、超薄沥青混凝土路面及多孔弹性路面等。

多孔性沥青路面多孔性沥青路面(P o r o u sAsphalt,简称PA)是在普通的沥青路面、水泥混凝土路面或其他路面结构层上铺筑一层具有很高孔隙率的沥青混合料。

与普通沥青路面相比较,其根本区别在于它的空隙率高达15~20%,甚至超过20%,而普通沥青路面的空隙率仅3~6%。

由于空隙率大,雨水可渗入路面之中,由路面中的连通孔隙向路面边缘排走。

所以这种路面也称之为排水性沥青路面(Drainage AsphaltPavement)。

多孔性沥青路面具有良好的宏观构造,它不仅在路表面而且在路面内部形成发达而贯通的孔隙,成为一种负宏观构造,应该说这在沥青路面结构上是一种创新。

多孔性路面的降噪机理是多孔性沥青路面存在许多连通的小孔,当轮胎滚动时被压缩的气体能够通畅地钻入路面孔隙内,而不是向周围排射,因而减小了轮胎花纹的泵气噪声。

同时,在声学上可以将这种路面看成是具有刚性骨架的多孔吸声材料,具有相当好的吸声性能,因此表现为一种安静的路面。

密实骨架橡胶沥青路面废橡胶粉(CRM)应用于沥青路面的技术,主要分为湿法(Wet Process)和干法(Dry Process)两大类。

橡胶沥青路面的降噪机理是橡胶沥青路面的降噪机理主要是由于橡胶粉或橡胶颗粒的高弹性,使得路面具有吸收轮胎振动和冲击的效果。

SMA 路面沥青玛蹄脂碎石(SMA)路面是为了抵抗带钉轮胎对路面的磨耗而在浇注式沥青混凝土的基础上增加碎石用量而发展起来的,以后逐渐推广应用到公路和城市道。

SMA路面的降噪机理是轮胎/路面的接触噪声与路表面的纹理特性有重要的关系。

研究表明,增加宏观构造(路面集料表面水平方向0~0.5mm、垂直方向0~0.2mm的微小构造,波长0.5~50mm)的数量可降低轮胎的泵气噪声。

超薄沥青磨耗层国际上通常称沥青混凝土铺装层厚度2.0~2.5cm 的为超薄沥青磨耗层;厚度3cm的为薄层沥青路面。

超薄沥青低噪声路面类型及其适用性分析文 / 吴新锋H IGHWAY现代公路TRANSPOWORLD 2012 No.5/6 (Mar)196磨耗层是一种小粒径、多碎石沥青混合料,一般的摊铺厚度为2.0~2.5cm。

这种沥青混合料具有抗滑性能好、行车噪声低的特点,是一种很有应用前景的高等级公路的抗滑表层形式。

超薄磨耗层的降噪机理是超薄沥青混合料中集料颗粒的最大粒径尺寸小,表面平整,保证了平顺的行车条件。

多孔弹性路面(PERS)PERS是指在沥青混合料中掺入橡胶颗粒(废旧轮胎磨制而成),并由聚氨醋树脂固结而成。

橡胶颗粒掺量一般为混合料质量比的1~3%,空隙率为30~40%,面层板的厚度为2~5cm。

PERS 的特点是具有弹性和多孔性。

与排水路面不同的是这种路面具有弹性,所以PERS更能降低噪声。

试验研究表明,小汽车车速为60km/h时其降噪效果为13dB,卡车则可达6dB,其降噪性能明显优于排水性沥青路面。

由于PERS的施工技术复杂,造价高,目前仍处于试验研究阶段。

多孔弹性路面的降噪机理是从声学上讲,PERS是一种多孔吸声材料,具有多孔吸声和共振吸声两种性能;从振动上讲,PERS的重要组成材料之一是橡胶颗粒,而橡胶颗粒是一种典型的阻尼材料,因而混合料又具有阻尼减振降噪的效果,结合这两方面来分析,就能全面探究其降噪机理。

低噪声水泥路面有代表性的水泥混凝土低噪声路面当属骨料露出施工法。

这种路面是在浇注普通水泥混凝土后,在还没有固化的混凝土板的表面贴上浸渍了缓凝剂的布或者洒布缓凝剂,用以推迟混凝土板表面的固化并在表面固化以前将砂浆刮除,让粗骨料裸露出来,使路面呈现某种规则的凹凸,减少空气抽吸声响。

另外的一种则是无细集料混凝土路面,目前在美国及其他一些国家将其用于停车场的修建中。

露石混凝土路面露石混凝土路面是一种将面层混凝土中的粗集料外露,形成非光滑表面的路面。

目前在澳大利亚、丹麦、比利时、法国和英国等已经开始使用。

露石混凝土路面由于具有随机凸起的集料表面,使声波和压力波在轮胎花纹下的空隙中自行消散,因此降低了噪声。

快速道路降噪效果更显著。

丹麦公路局的试验研究结果表明,当车速为80km/h,露石混凝土路面平均噪声比旧混凝土路面低7dB, 比有纵向构造的新混凝土路面低2.5dB。

英国运输研究试验室在M18公路露石混凝土路面试验段的对比测定结果表明,露石混凝土路面噪声比混凝土路面降低约3dB(A),甚至比沥青路面更安静。

无细集料混凝土路面无细集料混凝土是用水泥和水作结合料,将单一粒径的粗集料粘结而形成混凝土。

如同多孔性沥青路面一样,无细集料混凝土由开级配的粗集料组成,它的结构不同于通常的密级配或半密级配水泥混凝土, 而属于骨架空隙结构的开级配,具有噪声低、排水快等特点。

在美国佛罗里达、新墨西哥和犹他州已将这种无细集料混凝土用于停车场的路面面层材料中。

1979 年在佛罗里达州修建了无细集料混凝土的停车场,它由砾石基层和无细集料混凝土面层组成。

各种低噪声路面适用性比较适用性分析低噪声沥青路面结构总体上可分为两大类,即多孔性和密实性沥青路面。

多孔性沥青路面一般采用高粘度改性沥青或橡胶沥青作胶结料,多孔弹性路面还要采用聚氨酯作粘结剂。

多孔性沥青路面的降噪效果最为明显,但其耐久性差、空隙易堵塞、降噪功能衰减快、养护难等弊端难以克服。

低噪声水泥混凝土路面,在各方面也具有良好的适用性。

①能有效降低车辆行驶噪声,由于具有高透水性,路面上不易形成积水;②无眩光、不耀眼,较好的抗滑性能,可消除雨天的“水漂”现象;③具有良好的透水性,可降低排水设施的使用压力,相应地减少了该部分的投资,与修建声屏障、优化发动机性能、研究轮胎花纹构造等降噪措施相比,要经济得多。

低噪声路面与其他降噪措施的比较降低公路的交通噪声有许多方法,很多国家采取了许多措施,如栽种降噪绿化林带,交通管理计划等。

声屏障的优点是节约土地,降噪效果较明显,但其局限是使行车有压抑及单调的感觉,破坏城市的景观,同时造价较高,如使用透明材料,易发生眩目和反光现象,另外还要增加经常清洗的费用。

综合考虑其功能性和经济性,相较其他降噪措施,修筑低噪声路面具有更为明显的优势,除降噪效果外,还能有效地排除路表积水,使雨天行车时路面与车轮稳定接触,避免水滑和水漂现象,减少雨天的交通事故,提高行车安全性,而且不会造成当地的景观破坏,使行驶过程更加舒适,同时该路面也不需要如设置绿化带一样需要占用大量空间作为分隔带,所需费用也远远低于修造隔音壁的费用。

所以,从可靠性、环保性和经济性这三方面综合考虑,低噪声路面都是一个非常好的选择。

结语在日益重视环保、讲究与环境协调、提倡可持续发展的21 世纪,大力提倡修筑低噪声路面以降低交通噪声是一种有效且较经济的环保措施。

在21世纪推广修筑低噪声路面是可行的、合适的,也是相对较经济的。

作者单位:张家口市路桥建设集团有限公司1972012年第5/6期《交通世界》(3月)。