淺談公路路面降噪措施

周玉萍+曹雪琴

摘 要 隨著城市和道路建設(shè)的逐漸發(fā)展和完善，路網(wǎng)密度與日俱增，交通量也不斷增加，路面降噪成為現(xiàn)代化公路建設(shè)所追求的目標(biāo)。本文從道路路面噪聲成因著手，剖析了影響路面噪聲的類(lèi)型及路面降噪的各類(lèi)原因，并概括出了常見(jiàn)的降噪措施。

關(guān)鍵詞 路面噪聲 噪聲成因 影響因素 降噪措施

中圖分類(lèi)號(hào)：U491 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近年來(lái)，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投入不斷加大，公路交通得到了迅速發(fā)展，隨之而來(lái)的公路交通噪聲污染也成為了當(dāng)前主要的環(huán)境問(wèn)題。路面噪聲嚴(yán)重打擾了居民的日常生活和工作，有時(shí)甚至危害到了居民的健康，因此有效地控制交通噪聲污染成了現(xiàn)代化交通建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。本文以路面噪聲污染產(chǎn)生的條件為主導(dǎo)，對(duì)路面噪聲污染的防治措施作出了簡(jiǎn)要探討。

1交通噪聲的成因

1.1路面噪聲

公路路面噪聲源于汽車(chē)在行駛時(shí)路面和車(chē)輪之間的作用，其聲源的主要來(lái)源是各類(lèi)機(jī)動(dòng)車(chē)輛。路面噪聲產(chǎn)生的原因主要可分為“空氣泵吸效應(yīng)”產(chǎn)生的噪音和車(chē)輪振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲。

1.1.1空氣泵吸噪聲

汽車(chē)在行駛時(shí)，路面與車(chē)輪上的胎紋之間耦合成多個(gè)半封閉空腔， 當(dāng)空腔里聚集的氣體受到擠壓時(shí)，氣體則向胎紋槽開(kāi)口處流動(dòng)，從而產(chǎn)生噴射氣流；當(dāng)車(chē)輪滾動(dòng)使其與路面的接觸面積分開(kāi)時(shí)， 空氣又會(huì)快速填入胎紋和路面的孔隙里，使空腔內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，內(nèi)部氣體與外界氣體之間形成壓力差，外部氣體被壓入胎紋槽空腔內(nèi)，整個(gè)過(guò)程稱(chēng)為車(chē)輪的“空氣泵吸”效應(yīng)。車(chē)輪的“空氣泵吸效應(yīng)”使氣體從管口以超高速度噴射而出，使周?chē)鷼怏w的劇烈振動(dòng)從而產(chǎn)生的噴射噪聲。

1.1.2 車(chē)輪振動(dòng)

當(dāng)車(chē)輛行駛在凹凸不平的路面上會(huì)引發(fā)車(chē)輪振動(dòng)，從而形成噪聲。研究表明，路面的平整度、粗糙度等對(duì)車(chē)輪振動(dòng)幅度與頻率有明顯影響。

1.2其他噪聲

除去汽車(chē)與路面產(chǎn)生的路面噪聲外，在汽車(chē)中以較低的速度行駛時(shí)，交通噪聲主要可歸為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲、傳動(dòng)時(shí)形成的噪聲、尾氣排放產(chǎn)生的噪聲、汽車(chē)振動(dòng)以及駕駛員鳴笛等。

2路面降噪的影響因素

影響路面噪聲的因素可分為車(chē)輛速度、路面情況、車(chē)輪狀況等。其中對(duì)路面噪聲起主要控制的是路面的整體紋理。

2.1路面的粗糙度

路面的粗糙度會(huì)導(dǎo)致車(chē)輪外胎面具有不同的振動(dòng)方式，同時(shí)，車(chē)輪外胎在接觸面積間的變形也有所不同，從而引起輪胎和路面之間所產(chǎn)生的摩擦不同，最后導(dǎo)致路面噪聲大小也有差別。

2.2路面構(gòu)造形式

路面構(gòu)造的尺寸和設(shè)計(jì)方向的變化也是導(dǎo)致路面噪聲大小差異的原因。道路形成良好的表面紋理，可以衰減“空氣泵吸”效應(yīng)所產(chǎn)生的路面噪聲，并且能夠起到消減噪聲能量、反射噪聲的作用。不相同的路面構(gòu)造還會(huì)導(dǎo)致車(chē)輪和地面的接觸面所產(chǎn)生的摩擦力不同，從而導(dǎo)致其產(chǎn)生的路面噪聲聲級(jí)不相同。

2.3路面材料

道路路面材料會(huì)造成其孔隙率、吸聲系數(shù)和阻尼系數(shù)等具有差異，這些差異不但會(huì)造成路面對(duì)噪聲不同程度的吸收能力不同，還會(huì)導(dǎo)致輪胎不同頻率的振動(dòng)以及路面的聲學(xué)性能的差異。

3公路路面降噪措施

3.1瀝青路面

用含量較多的細(xì)集料或者密級(jí)配混合料鋪筑的瀝青混凝土路面在雨量較大時(shí)，由于密集平滑的骨料不能及時(shí)有效的排除路面積水，車(chē)輛經(jīng)過(guò)積水區(qū)域時(shí)，胎紋內(nèi)的積水會(huì)以高壓水流的形式噴射出，從而會(huì)產(chǎn)出高頻率的噪聲。所以，影響瀝青路面噪聲的降低的主要因素是空隙率、路面材料、路面類(lèi)型等的選擇。

瀝青路面降噪措施通常采用低噪聲路面，又稱(chēng)多孔瀝青路面，是指將空隙率較高的瀝青混合料鋪筑在普通瀝青路面、水泥混凝土路面或其他路面結(jié)構(gòu)層上。該方法的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)增大孔隙率，從而有效削弱路面噪聲；具有良好的透水性；抗滑阻力大；可減少夜間眩光。但是，由于其空隙率較大，空隙容易遭遇堵塞，不但會(huì)導(dǎo)致減噪效果降低，還會(huì)加大清理和養(yǎng)護(hù)的難度；加上多空瀝青路面密實(shí)度相對(duì)較低，其使用壽命與傳統(tǒng)路面相比明顯縮短。

瀝青瑪蹄脂碎石路面（SMA）在現(xiàn)代公路建設(shè)中也比較常見(jiàn)，它是一種新型的瀝青混合料結(jié)構(gòu)，由間斷級(jí)配的粗集料所形成的骨架、纖維穩(wěn)定劑、礦粉、瀝青和少量瑪蹄脂所構(gòu)成。其具有較好的低溫抗裂性、耐久性和平整度，良好的高溫穩(wěn)定性好和水穩(wěn)定性以及行車(chē)噪聲小等特點(diǎn)。

同時(shí)橡膠瀝青路面在路面鋪裝中的應(yīng)用也倍受行業(yè)關(guān)注，其橡膠顆粒的高彈性能夠較好的降低路面的振動(dòng)和車(chē)輛沖擊力，達(dá)到降低噪音的功效。

3.2水泥混凝土路面

水泥混凝土路面的剛度一般較瀝青混凝土路面的剛度大，所以其形成的噪聲也相對(duì)較大。對(duì)于同樣采用低噪聲路面來(lái)降噪的水泥混凝土路面，則是通過(guò)改變路表結(jié)構(gòu)的方式來(lái)降低噪聲。

低噪聲水泥混凝土路面其基本原理也是通過(guò)增加其路面的空隙來(lái)達(dá)到降噪的效果。它可分為多孔混凝土路面和露石混凝土路面。多孔混凝土路面的特點(diǎn)是通過(guò)較大的孔隙率可降低空氣泵吸效應(yīng)所產(chǎn)生的噪聲，并且在雨量較多時(shí)，多孔水泥混凝土路面有較高的透水性能，可減小由于積水高壓噴射所形成的噪聲；露石混凝土路面是通過(guò)將粗集料外露，形成非光滑表面，其特點(diǎn)是可以減少“空氣泵吸”效應(yīng)所引起的噪聲，利用凸起的集料表面來(lái)反射和吸收噪聲來(lái)降低噪聲。

4結(jié)語(yǔ)

（1）車(chē)輪與路面的接觸面所形成的路面噪聲是交通噪聲的主要來(lái)源。處理好路面噪聲是現(xiàn)如今的發(fā)展趨勢(shì)。

（2）影響瀝青路面降噪的主要因素有孔隙率的大小、路面材料以及路面類(lèi)型。并且這些因素對(duì)于降噪是相互影響，并不是相互獨(dú)立的。

（3）“空氣泵吸”效應(yīng)和輪胎振動(dòng)是路面噪聲產(chǎn)生的主要原因。

（4）水泥混凝土路面降噪多采用多孔混凝土路面和露石混凝土路面降噪，瀝青混凝土路面則多采用多孔性瀝青路面、橡膠瀝青路面和瀝青瑪蹄脂碎石路面進(jìn)行降噪。應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇合理的公路路面的降噪措施，做到經(jīng)濟(jì)和高效率。

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