低噪聲瀝青路面的降噪對策簡述

（重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074）

低噪聲瀝青路面的降噪對策簡述

徐瑞剛

（重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074）

噪聲污染的日益嚴重促進了相關低噪聲路面的研究，文章介紹了低噪聲瀝青路面的三種降噪機理以及其在工程應用方面的優缺點，對路面選用何種降噪對策具有一定的指導意義。

低噪聲瀝青路面；降噪對策；多空隙瀝青混凝土

1 前言

公路交通具有機動靈活、速度較快、適應性強的特點，是打通運輸過程中最后一公里的關鍵。國內公路里程不斷增加，隨之而來的問題也層出不窮，其中噪聲污染就是比較引人關注的環保問題之一。隨著城市機動車輛的迅速增加，道路交通噪聲成為了城市的主要噪聲源，嚴重影響了人們的身心健康，因此開展低噪聲瀝青路面的研究具有重大現實意義。

2 降低瀝青路面噪聲的對策

道路交通噪聲主要由汽車機械噪聲、進排氣噪聲、風阻噪聲、車體震動噪聲以及輪胎路面摩擦噪聲組成。現代汽車自身的機械噪聲已經被控制到了較低的程度，城市快速路的機動車產生的風阻噪聲也較小，對城市居民產生嚴重影響的噪聲是由輪胎路面摩擦噪聲造成的。大量的試驗及實踐表明，降低輪胎與路面噪聲的三個基本原理是增加混合料空隙、優化面層紋理結構以及增加面層材料的黏彈特性。總而言之，優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

多空隙瀝青混凝土(porous asphalt)，一般是指設計空隙率為15%-25%，采用大空隙開級配的瀝青混合料。已經被世界公認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輪胎與多空隙瀝青路面接觸時，輪胎的擠壓變形導致的空氣壓縮程度大大降低，從而使得泵吸效應大大降低，達到降噪的目的。另一方面，多空隙瀝青路面在噪聲的傳播過程中，其內部的細微空隙相互連通，對聲波的入射能具有一定的消減作用，同時也可以對噪聲有散射、衍射等作用，減少路面的多普勒效應。其原理見圖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程中同樣存在著這樣那樣的問題，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，造成道路的運營成本較高。但在追求環保的當下，其在城市道路中降低噪聲的方面具有十分廣闊的應用前景。

2.2 改善瀝青路面紋理的路面降噪技術

良好的路面紋理不僅僅可以保證路面的摩擦系數，還可以有效降低輪胎/路面噪聲，其原理在于通過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量，使得噪聲聲波產生相互干涉，從而降低噪聲強度。國際上比較成功的路面結構有BBTM6、BBTM10，SMA10和SMA6等，雖然這些路面結構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性明顯要強于多空隙瀝青混凝土。

研究表明，不同的路面材質以及不同的紋理類型均對輪胎噪聲有不同的影響。例如：Phil Morgan[2]研究認為增加0.5-10mm范圍內的紋理能夠降低輪胎與路面產生的共鳴噪聲，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紋理。“正紋理”（顆粒或邊緣突出路面而產生的紋理）和“負紋理”（表面平整的粒子間形成的空隙）對降噪的影響也不同，具有“正紋理”的路面當車輛經過時會產生更強的振動，而“負紋理”被證明是有利于降噪的。總的來說，路面表面紋理與噪聲關系的相關研究還處在定性的階段，路面紋理優化仍是一種有效降低噪聲的途徑。正紋理與負紋理對比圖見圖2.2。

圖2.2 正紋理與負紋理對比圖

2.3 改善瀝青路面黏彈性的路面降噪技術

瀝青混合料是一種黏彈性材料，其黏彈塑性一般認為是由起膠結作用的瀝青的性質、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，其降噪機理在于能夠消減振動的強度，當振動傳遞到瀝青路面上時，混合料的阻尼特性通過內部摩擦和互相錯動使得振動能量被耗散，從而實現降噪的目的。

改善瀝青混合料黏彈特性主要是從改善礦料級配以及改善黏結料的性能這兩方面入手。目前，常用的方法是改變礦料級配、優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，前者是在瑞典發展起來的，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，具有明顯的降噪效果，但其與剛性基層的黏結力不夠，并且造價很高，目前只是小范圍的試驗階段。

3 結語

綜合上述三種低噪聲瀝青路面的降噪對策，分別具有不同的優點和缺點，在選用的過程中應該綜合考慮各方面的因素，選擇最合理的技術方案來達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，養護費用較高。對于追求易養護、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來達到降噪目的。而文中沒有涉及的雙層排水面層，其降噪效果明顯優于單層排水面層。總之，加強瀝青路面降噪技術的研究對于改善道路交通環境具有重要的意義。

[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原理及應用[M]. 北京:人民交通出版社,2006.

U45

：B

1007-6344（2017）08-0067-01