学文网【摘要】以道路交通噪声为研究对象，阐述了低噪声沥青路面及水泥路面的降噪机理、材料构造以及适用性。
【关键词】道路交通噪声 降噪机理
一、道路噪声的组成及危害
公路交通噪声是由于车辆在公路上行驶，车辆自身驱动系统（包括发动机、风扇、变速箱进排气系统、轮轴等）以及轮胎与路面摩擦所产生的噪声，主要由动力噪声和轮胎噪声两部分构成。车辆动力噪声（又称驱动噪声）主要指动力系统辐射的噪声。发动机系统是主要噪声源，包括进气噪声、排气噪声、冷却风扇噪声、燃烧噪声及传动机械噪声等。动力噪声的强度主要取决于发动机的转速，与车速有直接关系，噪声强度随车速增大而增强。此外，车辆爬坡时，随着路面纵坡加大动力噪声也增大。轮胎噪声是指轮胎与路面的接触噪声，又称轮胎―路面噪声。它由轮胎直接辐射的噪声和由轮胎激振车体振动产生的噪声构成。轮胎直接辐射的噪声，按其机理主要包括轮胎表面花纹噪声（空气泵噪声）和轮体振动噪声，还有在急转弯和紧急制动时与路面作用下产生自激振动噪声等。轮胎噪声的大小与轮胎花纹构造、路面特性（材料构造、路面纹理）及车速有关，且主要取决于车速，其强度随车速的增大而增大。交通噪声的主要频率范围在250～1000Hz。
交通噪声干扰人们的正常生活和休息，严重时甚至影响人们的身心健康，如使人血压升高、患上心血管疾病，造成内分泌紊乱等。噪声可使学习、工作效率降低，工作质量下降；另外交通噪声还会影响到公路沿线的经济发展。例如，受噪声影响严重的房地产、工厂、商业大厦的经济效益和生产效益都会有不同程度的下降，噪声还直接影响到周围土地的价值。
二、低噪声路面机理
最初铺筑开级配透水沥青混凝土面层，是出于行车安全的考虑，使路面上的雨水由表面至内部连通的孔隙网迅速排出。面层互通的孔隙网，产生了惊人的降低交通噪声的功能，引发了多孔隙低（降）噪声路面的研究。低噪声路面机理概括如下：①面层孔隙的吸声作用。除吸收发动机和传动机件辐射到路面的噪声外，还可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。②降低气泵噪声。由于面层具有互通的孔隙，轮胎与路面接触时表面花纹槽中的空气可通过孔隙向四周逸出，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成低频。③降低附着噪声。与密实路面相比，轮胎与路面的接触面减小，有助于附着噪声的降低。④良好的平整度，降低了冲击噪声。
三、低噪路面材料构造
低噪声路面也分为沥青混凝土和水泥混凝土两类，目前对沥青混凝土低噪声路面研究较多。
多孔隙沥青路面。①单层多孔隙沥青混合料面层路面。该路面的构造是在普通密级配的沥青混凝土路面上，再铺筑一层开级配多孔隙沥青混合料面层。由测定及资料介绍，面层的厚度以4～5cm、孔隙率20%为宜。该路面铺筑较简单，也较经济。②超厚多层多孔隙沥青混合料面目路面。该路面的多孔隙沥青混合料层厚度为40～50cm，一般设四层排水沥青混合料和4cm厚的多孔隙沥青混凝土面层，每层的材料级配不同，其目的是增加降噪效果。
（二）水泥混凝土低噪声路面
国际常设公路协会（PIARC）的混凝土协会1988年设立了水泥混凝土路面降噪声委员会，他们收集汇总了各国的研究成果，水泥混凝土面层的降噪方式归纳如下：①路面应具有良好的平整度，不允许存在间距为数厘米的横向不平整度，以降低轮胎冲击（振动）噪声。②以纵向各纹代替横向条纹。纵向条纹不但可降低轮胎的气泵效应，还可降低冲击噪声。在水泥混凝土中加入增塑剂，浇筑刮平表面后再拉纵向条纹。据报导，不同的纵向条纹表面构造，降噪量差别较大。③表面用编织物处理，或甩水则选。表面铺压编织物（如麻袋片），或用水刷洗混凝土，以增加表面粗糙度，从而降低轮胎气泵噪声的强度和频率。④加气温凝土面层。30cm厚的加气混凝土面层，其孔隙为20%左右，对降低轮胎噪声有利，但其造价较高，表面强度较低，抗冻性也有问题。因此，只能在特殊场合使用。⑤粗糙面层。在新铺筑的水泥混凝土路面上（可不设封面层，但强度需足够），用环氧树脂和砾石铺设面层。该面层既有粗糙度，又有弹性，据报导，其降噪效果比多孔隙沥青路面还要好。
四、低噪声路面适用性
从以上分析可知，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，须做进一步的研究。该类路面主要适用于行驶轻型交通的快速干道。密实性降噪路面主要为***A路面及橡胶沥青路面，该类路面的降噪效果相对于普通AC路面较为显著， 而与多孔性路面相比，则降噪性能稍差，然而其耐久性好，不存在空隙堵塞问题，且修复简单，适用面广泛，尤其适应重载车辆行驶。对超薄沥青路面，根据不同的目的与条件，可设计成多孔性或密实性。它主要用于旧路面的罩面工程，也可用于新建道路及住宅区街道，降噪效果明显。从经济角度出发，超薄沥青磨耗层造价最低，应用前景好。
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。
五、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。低噪声路面除了能有效降低交通噪声，减少交通噪声污染外，还具有其他一些良好的特性，如排水性、良好的抗滑性能、无眩光等，可提高行车安全性，且相较其他降噪措施，具有更好的经济性。考虑到不同类型低噪声路面各有优缺点，适用范围也存在一定的差异。实际应用时，应根据不同的目的和条件合理选择和设计，从而建造出具有理想降噪效果而又经济合理的低噪声路面。
参考文献：
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