紋理水泥混凝土路面降噪與抗滑特性

（江蘇省蘇信工程咨詢有限公司， 江蘇 南京 210000）

0 前言

在我國經濟發展迅速的背景下，我國交通運輸行業發展迅速，公路建設質量不斷提高，交通量不斷增加，車輛的行駛速度增加，導致混凝土路面出現一些問題，例如路面抗滑性下降，產生的噪音很大，比較常見的問題是混凝土路面出現拉毛現象和刻槽現象。拉毛的形成是由于在混凝土并沒有達到終凝前，用塑料焊條、掃帚和粗麻在混凝土表面形成紋理結構，形成紋理結構的深度為1.53mm，拉槽的方向主要是橫向。采用拉毛法具有節省成本的優點，而利用該種方法形成的紋理結構具有抗滑性能和降低噪音的效果。然而由于有較多車輛行駛，加之隨著時間的延長，大約兩年到三年后紋理結構逐漸消失。而刻槽結構的形成是利用刻槽機完成的，刻槽機需要在混凝土硬化后進行作業。通常間距是 15-20mm，寬度是2mm，深3-4mm。橫向刻槽路面在下雨天排水能力較強，然而也容易引起車輛發生滑動，而車輛在這樣的的路面上產生的噪聲較大。目前，降低路面車輛產生的噪音主要從兩個方面入手；其一，設置隔音墻，阻礙噪音的傳播，其二，在技術方面進行改進進而將噪音得到有效降低。

1 對路面噪音進行不同方式測試

1.1 對設備進行改造

對高速路面采用近胎測試法來評價路面和輪胎噪聲程度時，會受到一些外界條件的影響，例如風的聲音以及其他行駛車輛的影響，這樣的條件所測得的數據結果不準確，具有較大的離散性，并未對路面及輪胎發出的噪聲的程度做出正確反映。

想要準確的對路面和輪胎進行準確的測試，需要對外部因素進行一定程度的消除工作，這就需要對測試的儀器設備進行改進。使用改進后的測試儀器進行試驗。為了對行車安全的保證，測試的時候要和合理控制車速，本次研究控制在每小時五十千米、每小時七十千米、每小時九十千米，完成對輪后和輪測噪聲的測試。通過測試，結果發現，在每小時五十千米、每小時七十千米的速度時，不同紋理的路面產生的噪聲相差不大，難以進行區分。此外，車速保持低速時越容易受到外界的干擾。當保持較高車速時，主要產生的噪聲來源于輪胎和路面。為了保證行車過程中安全，并且超過每小時一百千米的車速對車輛自身造成一定顛簸而產生較大噪聲干擾，故以每小時九十千米的速度為標準車速。因為本次研究測試的路段位于不同的地方，盡量控制溫度、濕度和風速相近的時間點進行試驗，溫度控制在十七攝氏度到二十攝氏度，濕度控制在百分之四十到百分之五十。

2 對不同路面紋理的上路面-輪胎噪聲特性分析

本次研究選擇不十一種不同紋理路面對噪聲進行測試，測試結果表明，無論何種紋理路面，輪側噪聲要小于輪后噪聲，原因是輪側隔音罩起到一定的作用，隔音罩可以將外界的車輛噪聲進行有效排除，而輪后一方面滅有隔音罩，另一方面受到氣流。車輛及排氣管的影響進而導致噪聲明顯增加。不同紋理路面噪聲由大到小的順序：拉毛路段、刻槽路段和噴砂打毛路段、多孔路段和露石路、瀝青路。拉毛路段：等間距拉毛、變間距拉毛；刻槽路段：橫向刻槽、斜向刻槽、縱向刻槽。

通過測試結果，多孔水泥、露石水泥混凝土路面和瀝青路面產生的噪音相比較其他路面是最低的，按照車輛的行駛速度每小時九十千米進行輪側噪聲為標準，得到以下結果：三種路面噪音相差不大，由此可以得到，對于空隙較大的水泥混凝土的吸收噪音的效果與瀝青路面效果相差無幾，但是在使用時應注意空隙結構的耐久性。露石水泥混凝土路面由于其粗集料暴露在外側，故可以達到降低噪音的效果。

研究結果表明，多孔水泥、露石水泥混凝土路面的噪聲頻率主要分布在二百五十赫茲到一千六百赫茲。在四百赫茲以下，其具有較高的噪聲值，比瀝青路面的要高。普通瀝青路面的噪聲值主要分布在六百三十赫茲到一千六百赫茲，在八百赫茲時達到最大，從八百赫茲開始，噪聲值相比較多孔路和露石路高。人的聲音頻率在五百赫茲到一千赫茲之間對聲音感覺不明顯，頻率在五百赫茲以下時人的耳朵對聲音的感覺不明顯，在一千到四千赫茲時就變得十分敏感。

3 不同紋理路面的抗滑特性分析

通過研究表明，對路面的紋理構造進行改變可以降低路面-輪胎噪音，但是應保證行駛的車輛的安全性，所以對路面抗滑性研究至關重要。路面的抗滑性對路面使用的安全性具有重要作用，路面如果抗滑能力較好，能保證車輪與路面間具有一定的摩擦力，保證行車的安全。本次研究對八種不同紋理的路面進行測試，結果見圖1。

圖1 不同紋理的路面的噪聲測定值和SFC結果

根據圖 1可知，橫向摩擦力最大的是多孔路和縱向刻槽，最小的是等間距拉毛和變間距拉毛。在我國一般認為的紋理路面是橫向刻槽方式比較好，但是其實這是一個錯誤的觀點。實質上，縱向刻槽在車輛的行駛方向呈現連續的狀態，橫向是不連續的。當輪胎上受力是縱向力時，有水平反方向較小的力施加在刻槽路面上，輪胎胎面產生很小的切向變形，輪胎上產生橫向力時，路面產生較大的反作用力，進而對輪胎的側滑進行一定程度的阻礙。所以如果有兩個力即橫向力和縱向力同時作用在輪胎上，對縱向刻槽來說，其橫向防滑能力較好。

在某種特定的情況下，例如發生緊急剎車，有犁溝效應發生在縱向刻槽路面上，并據此產生一定的摩擦力，從而能使車輛的行駛距離變小，在一定程度上保證了車輛的行駛安全。與其相反，橫向刻槽保持在橫向的連續性，輪胎發生側滑時，通過輪胎與橫向刻槽的頻繁碰撞，故增加了一定的摩擦力。

4 結束語

在我國經濟發展迅速的背景下，我國交通運輸行業發展迅速，公路建設質量不斷提高，交通量不斷增加，車輛的行駛速度增加，導致混凝土路面出現路面抗滑性下降等問題和噪音問題。通過對設備進行改進和有效降噪，通過對路面進行紋理改善能使路面抗滑性提高。

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