低噪声沥青路面的降噪对策简述

（重庆交通大学 土木工程学院， 重庆 400074）

低噪声沥青路面的降噪对策简述

徐瑞刚

（重庆交通大学 土木工程学院， 重庆 400074）

噪声污染的日益严重促进了相关低噪声路面的研究，文章介绍了低噪声沥青路面的三种降噪机理以及其在工程应用方面的优缺点，对路面选用何种降噪对策具有一定的指导意义。

低噪声沥青路面；降噪对策；多空隙沥青混凝土

1 前言

公路交通具有机动灵活、速度较快、适应性强的特点，是打通运输过程中最后一公里的关键。国内公路里程不断增加，随之而来的问题也层出不穷，其中噪声污染就是比较引人关注的环保问题之一。随着城市机动车辆的迅速增加，道路交通噪声成为了城市的主要噪声源，严重影响了人们的身心健康，因此开展低噪声沥青路面的研究具有重大现实意义。

2 降低沥青路面噪声的对策

道路交通噪声主要由汽车机械噪声、进排气噪声、风阻噪声、车体震动噪声以及轮胎路面摩擦噪声组成。现代汽车自身的机械噪声已经被控制到了较低的程度，城市快速路的机动车产生的风阻噪声也较小，对城市居民产生严重影响的噪声是由轮胎路面摩擦噪声造成的。大量的试验及实践表明，降低轮胎与路面噪声的三个基本原理是增加混合料空隙、优化面层纹理结构以及增加面层材料的黏弹特性。总而言之，优化轮胎与路面的接触面是降低轮胎/路面噪声的有效方法。

2.1 多空隙沥青混凝土的降噪技术

多空隙沥青混凝土(porous asphalt)，一般是指设计空隙率为15%-25%，采用大空隙开级配的沥青混合料。已经被世界公认为是一种典型的低噪声沥青混合料，其吸收声能的原理是当轮胎与多空隙沥青路面接触时，轮胎的挤压变形导致的空气压缩程度大大降低，从而使得泵吸效应大大降低，达到降噪的目的。另一方面，多空隙沥青路面在噪声的传播过程中，其内部的细微空隙相互连通，对声波的入射能具有一定的消减作用，同时也可以对噪声有散射、衍射等作用，减少路面的多普勒效应。其原理见图2.1。[1]

图2.1 多空隙路面的噪声反射原理图

多空隙沥青混凝土路面在使用过程中同样存在着这样那样的问题，其一是空隙率较大使得空隙容易堵塞，需要定期组织清理空隙堵塞物，再者冬季冰雪更容易被冰雪覆盖，需要较多的除冰雪剂，造成道路的运营成本较高。但在追求环保的当下，其在城市道路中降低噪声的方面具有十分广阔的应用前景。

2.2 改善沥青路面纹理的路面降噪技术

良好的路面纹理不仅仅可以保证路面的摩擦系数，还可以有效降低轮胎/路面噪声，其原理在于通过采用公称最大粒径较小的沥青混合料，增加轮胎下面覆盖着的碎石颗粒数量，使得噪声声波产生相互干涉，从而降低噪声强度。国际上比较成功的路面结构有BBTM6、BBTM10，SMA10和SMA6等，虽然这些路面结构的降噪效果不及多空隙沥青混凝土，但其耐久性以及易于维护性明显要强于多空隙沥青混凝土。

研究表明，不同的路面材质以及不同的纹理类型均对轮胎噪声有不同的影响。例如：Phil Morgan[2]研究认为增加0.5-10mm范围内的纹理能够降低轮胎与路面产生的共鸣噪声，并且在低频阶段与高频阶段有不同的作用。横向纹理的噪声水平明显高于随机纹理。“正纹理”（颗粒或边缘突出路面而产生的纹理）和“负纹理”（表面平整的粒子间形成的空隙）对降噪的影响也不同，具有“正纹理”的路面当车辆经过时会产生更强的振动，而“负纹理”被证明是有利于降噪的。总的来说，路面表面纹理与噪声关系的相关研究还处在定性的阶段，路面纹理优化仍是一种有效降低噪声的途径。正纹理与负纹理对比图见图2.2。

图2.2 正纹理与负纹理对比图

2.3 改善沥青路面黏弹性的路面降噪技术

沥青混合料是一种黏弹性材料，其黏弹塑性一般认为是由起胶结作用的沥青的性质、沥青膜厚度以及矿料间的相互作用力[3]。沥青路面作为黏弹性材料具有一定的阻尼特性，其降噪机理在于能够消减振动的强度，当振动传递到沥青路面上时，混合料的阻尼特性通过内部摩擦和互相错动使得振动能量被耗散，从而实现降噪的目的。

改善沥青混合料黏弹特性主要是从改善矿料级配以及改善黏结料的性能这两方面入手。目前，常用的方法是改变矿料级配、优化公称最大粒径以及空隙率。另外，使用高性能的SBS改性沥青和橡胶沥青同样能增加路面材料的黏弹特性。两种常见的弹性路面类型包括橡胶沥青路面和弹性多孔路面，前者是在瑞典发展起来的，包括干拌法和湿拌法两种不同的工艺，弹性多孔路面兼具多孔性和弹性的特点，具有明显的降噪效果，但其与刚性基层的黏结力不够，并且造价很高，目前只是小范围的试验阶段。

3 结语

综合上述三种低噪声沥青路面的降噪对策，分别具有不同的优点和缺点，在选用的过程中应该综合考虑各方面的因素，选择最合理的技术方案来达到沥青路面降噪的目的。多空隙沥青路面的降噪效果最好，但它的耐久性较差、空隙容易堵塞，并且为了维持较好的降噪效果需要定期的清理空隙，养护费用较高。对于追求易养护、耐久性好的工程可以选择改善沥青路面纹理的路面降噪技术来达到降噪目的。而文中没有涉及的双层排水面层，其降噪效果明显优于单层排水面层。总之，加强沥青路面降噪技术的研究对于改善道路交通环境具有重要的意义。

[1]王旭东, 李美江. 低噪声沥青路面[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]张肖宁. 沥青与沥青混合料的黏弹性力学原理及应用[M]. 北京:人民交通出版社,2006.

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