环境工程083 杨阳嵩 08013986
摘 要: 公路交通噪声已经成为环境噪声污染的一个主要来源，有关交通噪声的控制问题已越来越引起人们的重视。国内外的研究表明，多孔隙沥青混凝土路面、多孔弹性路面具有显著降噪效果，因此有必要详细阐述其在降低噪声方面的机理和降噪措施，从降低交通噪音的现实意义入手,介绍了交通噪音的主要来源,进而提出各种有效的低噪音沥青路面类型及其降噪机理, 轮胎路面相互作用的噪音产生机理，胶粉改性沥青混凝土因在混合料中掺入弹性材料一胶粉而具有减噪的特性，成为国际上公认的低噪音路面之一，在欧美及日本等国家应用较为普遍,并就各种低噪音路面的应用作了比较探讨,从而提高道路的降噪功能。 关键词：沥青路面；噪声；开级配沥青磨耗层；多孔弹性路面; 胶粉改性沥青
随着城市化进程的逐步加快，城市交通工具数量越来越多，功率越来越大，速度越来越快，交通噪声己成为现代城市环境中的最主要噪声来源。研究表明，40dB(A)的连续噪音可使10％的人睡眠受到影响，70dB(A)时可影响50％的人。高强度的噪声不仅使工作人员增加
生理负担和能量消耗，而且使工作人员神经紧张、心情烦躁、注意力不易集中、容易疲劳，影响其工作效率，也容易引起工伤，严重阻碍了国民经济建设，并给人们的身心健康造成巨大的伤害。近年来，随着水泥混凝土路面的历程的激增，对道路两侧及城市居民的生活环境影响也越为严重。
水泥混凝土的降噪问题以及选择合适的路面结构材料成为亟待解决的问题。交通噪声的分析研究表明，交通噪声源予车辆发动机为主的动力系统以及轮胎与路表间的滚动接触。车辆高速行驶时，噪声主要来自于轮胎与路表间的摩擦，即路面／轮胎噪声。相应的降低交通噪声途径有两条，一条是通过科技创新有效降低噪声的产生，从降低声源噪声的角度来减少噪声污染，另一条是设立隔音墙隔断噪声的传播途径来降低噪声污染。在降低噪声源方面，近年来由于汽车工业的改革与创新，汽车(尤其是轿车)的发动机噪声在交通噪声中已占很少比例，交通噪音主要为轮胎、路面之间相互耦合作用而产生的，即“路面／轮胎"噪声。传统降低“路面／轮胎’’噪声的途径主要采用设计静音轮胎来实现，然而静音轮胎作用毕竟有限且费用也非常昂贵。国内外通过实践证明改变传统路表构造能够很有效的降低路面噪声。近二十年来，对于水泥混凝土路面而言，研究工作者发现以下方法可以不同程度降低“路面／轮胎”噪音：采用变间距横向纹理构造，改变横向纹理的深度和宽度，变
横向纹理为纵向纹理，采用缓凝裸露集料水泥混凝土路面，采用撒铺嵌压碎石及多孔路面结构等。这些不同方式的降噪措施，不但能降低噪声，而且还能在降低交通噪声的同时减少雨天水膜的形成，减少水雾的产生，提高路面的抗滑性能。
多孔水泥混凝土面层，由于其具有较大的有效空隙，除了具备上述优点外，多孔材料的骨架空隙结构还能够较好的吸附汽车尾气，降低大气污染；当多孔路面应用在隧道时，不但能减少噪声的产生和起到吸音的效果，而且当隧道内部发生装有易燃液体货物的车辆倾覆时，多孔材料可以提供通道让液体迅速排走，从而降低引发火灾的可能性或降低火焰燃烧程度，部分起到减灾、防灾作用。同时，多孔水泥混凝土较强的渗透功能，对缓解城市地下水供给，降低城市“热岛效应"以及维持城市微生态平衡具有非常重要的作用。
国外研究资料表明：多空隙沥青混凝土与普通沥青混凝土相比，在日本，对于小汽车可降低5dB(A)～8dB(A)，对于载重汽车可降低3dB(A)，而且即使载重车在停车空运转时也有2dB(A)的降噪效果；在法国，对于小汽车可降低4dB(A)，对于重型汽车则可降低7dB(A)。在英国，在粗糙度相同的情况下噪声可降低4dB(A)～5．5dB(A)。在比利时，多空隙沥青混凝土与刻槽水泥路面相比．可降低噪声6dB(A)～8dB(A)。总之，由国外研究情况可以看出。多空隙沥青混凝土具有显著的降噪效果。
国外应用研究概况
国外研究认为，对于胶粉改性沥青路面，由于橡胶粉或橡胶颗粒的高弹性，使得路面具有吸收轮胎振动和冲击的效果。同时胶粉改性沥青混合料是一种内阻尼较大的高分子复合材料，它对轮胎的振动具有较大的衰减功能。因而大大降低了轮胎和路面的振动噪声。
在多孔水泥混凝土路面研究方面，由于多孔混凝土材料具有诸多生态方面的优点， 欧美、日本等一些发达国家的研究者对多孔水泥混凝土路面研究的最初目的是为了增加城市的透水、透气空间，调节城市微气候、保持城市生态平衡。2并将其成功应用于广场、步行街、道路两侧和中央隔离带、公园内道路以及停车场。随着对多孔混凝土材料降噪性能了解的逐渐深入，开始对高强度多孔混凝土材料进行深入研究，并走在世界的前列。
日本于70年代后期为解决“因抽取地下水而引起地基下沉”等问题，提出了“雨水的地下还原政策’’，着手开发透水性混凝士铺装，并研究了透水性混凝土铺装材料的透水系数与孔隙率和强度的关系。比如日本五福公园和上野不忍池公园中铺设多孔水泥混凝土道路，路面厚度70- 200mm，水灰比约为0．35，使用的是5-13mm或2．5-7mm级配的碎石。为了保证面层混凝土的强度和耐久性，1987年日本研究者申请了多孔路面材料专利，他们在胶结材
中掺用了高分子树脂和细骨料来制备多孔水泥混凝土。1993年6月，在日本和歌山B·P地区进行多孔水泥混凝土路面铺装，施工通车后的3个月对路面的透水性，混和料的老化性，路面温度及噪音量进行了追踪调查和评价，结果证明这种路面有利于雨水还原地下，降低路面温度，降低交通噪声。
国内应用研究成果
近年来，国内一些研究单位、院校开展了多空隙沥青混凝土和超薄沥青混凝土的研究。如1988狗扣年交通部公路科学研究所与河北省交通厅合作在正定试验路上铺筑了100m的OGFcl6试验路，同济大学于1996年在浙江萧山等地铺设了多空隙降噪试验路段(4400m：)，北京市政和广州市政分别在北京和广州铺设了超薄沥青混凝土试验路段(埃索改性沥青)，交通部公路科学研究与济青高速公路管理局和山东省交通科学研究所合作于1999—2000年济青高速公路上铺设了近8000m2超薄沥青混凝土。2000年，交通部公路科学研究所在京沪高速公路沧州段铺筑四种的低噪音路面结构，这包括：0GFCl6、OGFCl0、UTAClOpe导电母粒及UTAC6，随后对试验路的噪声水平进行了跟踪观测。研究结果认为：小粒径、密实型沥青路面是更适于我国的低噪声路面。
近年来，结合西部交通科技项目嫉旧橡胶粉用于筑路的技术研究》，交通部公路科学研究所及其合作单位先后在广东、河北、四川、贵州、北京几省铺筑胶粉改性沥青路面试验路与实体工程，并采用定点法对其中的三条试验路进行噪声的对比测试试验。测量方法按国际（GB/T 1495-1995）机动车辆噪声进行，具体为：在测量路段上，划定20m长为测试段，垂直于测试段中线7.5m处设置测点，测量点高出测试段路面1.2m。
轮胎噪音的声学特性分析
在可近似为自由声场的公路上．轮胎噪声在反射面上扩散传播对，破坏干涉发生在高频声波部分。这是因为轮胎噪声声源靠近路面(一般不超过路面上5 cm)，声源声波和反射声波的相位差较小，破坏干涉只可能发生在小波长声波(即超过8 000 Hz的高频噪声彩油泥)。但是，轮胎噪声在多孔隙降噪路面的表面上扩散传播时，由于附加相位差的变化，使破坏进一步在低频(一般为800～1 000 Hz)抗生素制作方法声波部分发生，合成声压降低。这部分声波正是轮胎噪声能量的主要构成部分。
轮胎与路面接触噪声的大小不仅与轮胎本身如表面花纹有关，更主要的取决于路面的表面特性。概括起来，轮胎噪声的物理现象有下列三方面：
沥青透水混凝土
1 、冲击噪声( 振动噪声) ，该噪声主要由路面的不平整度，车辙，横向刻槽等引起轮胎振动( 甚至连带车身振动) 而辐射噪声。该噪声的频率较低。
2、气泵噪声，轮胎在路面上滚动时，表面花纹槽中的气体被压缩后迅速膨胀释放而发出噪声，噪声产生的过程类似于空气泵压缩—膨胀发出爆破声的现象。气泵噪声的强度随车速的增加而增加，且以高频声为主，在轮胎噪声中站主要位置。
3 、附着噪声。是由轮胎橡胶在路面上附着作用力而产生的类似于真空吸力噪声。
多孔隙沥青混凝土路面
多孔隙沥青混凝土路面是在沥青路面或水泥混凝土路面结构层上铺筑一层具有很高孔隙率的沥青混合料，其孔隙率通常在15％～20％之间，有的甚至更高，而普通沥青路面的孔隙率仅为3％～6％。多孔沥青路面具有良好的宏观构造，这种宏观构造不同于一般防滑沥青路面，它不仅在路面而且在路面内部形成发达而贯通的孔隙，成为一种负宏观效应。因此其减噪量一般为2dB(A)～7dB(A)。根据刚性骨架多孔材料的微观理论和声学原理，对影响低噪声路面声学特性的主要因素有：孔隙率、流阻率、扭曲因子和孔型因子，研究分析
表明，孑L隙率的影响是主要的。从路面结构来看，厚度及粒径对吸声系数也有影响，路面的吸声系数随厚度的增加而趋于稳定，常用多孔隙路面的厚度为2cm～5cm。静压测试
孔弹性路面
多孔弹性路面是指在沥青混合料中掺入橡胶颗粒(废旧轮胎磨制而成)，并由聚氨酯树脂固结而成。橡胶颗粒形状、大小各异。可以是宽1mm～2mm、长10mm～20mm的菱形颗粒，也可是直径为2mm一3mm的圆形颗粒，掺量一般为混合料质量比的1％一3％，空隙率为30％～40％。面层板的厚度为2cm～5cm。其施工工艺一般采用厂内预制的方法，即将PERS的混合料压制成lm×1m×0．05m的板块，然后用聚氨酯胶将PERS粘结在基层上。多孔弹性路面的特点是具有弹性和多孔性，与排水路面不同，多孔弹性路面更能有效地降低噪声。
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