微表處降噪技術研究

方鵬程

(重慶交通大學土木工程學院，重慶 400074)

1 引言

微表處是一種路面預防性技術，由改性乳化瀝青、集料、填料、水、外加劑按照一定的配比拌合而成，運用專門的攤鋪機械進行原路的攤鋪。由于其修補過程中不用封閉交通，且微表處具有較好的防水，耐磨的特性，在道路的修補過程中占有舉足輕重的位置。雖然微表處技術有很多優點，但是，微表處路面行車產生的噪音使得路上駕車的司機和乘客都會有不適的感受，同時道路附近的居民的生活也會受到影響，我們需分析出微表處噪音大的原因，有效的進行控制，一定程度上減少噪音污染，使得微表處技術對環境的噪音污染最小化。

2 研究現狀

根據國內外研究現狀，微表處路面的構造深度與車內的噪音成正比例關系，構造深度大會使得產生的噪音也變大，級配是微表處路面車內噪音有關的因素，需控制微表處中粗骨料的使用比例，適當增加小粒徑的礦料。通過纖維對改良微表處混合料的性能角度進行試驗研究，發現纖維對微表處的路用性能具有改良的效果。對微表處噪音問題進行分析，從瀝青的用量、集料、施工工藝的角度分別研究噪音偏大的機理，從而調整油石比、添加膠粉，從而能解決車內噪音。

3 微表處噪音機理分析

本節通過對微表處的路面的特點以及路面噪聲產生的機理進行分析。

車內噪音根據目前的研究總結出兩點。第一點，是由于車輛行駛過程中車輛的傳動結構，發動機的運作以及由于路面不平整所帶來的震動。第二點，路面的原因，由于輪胎與路面接觸時產生的相互作用所帶來的噪音。而我們主要考慮第二點。第一，路面的空隙會在汽車行駛過，車尾會形成相應的快速吸氣所產生的力以及車輛行駛過后擠壓縫隙中的空氣所產生的噪音。第二，由于車輛為爭強抗滑性能時的凹凸不平的輪胎，與地面接觸通過傳導也會產生一定的噪音。從以上來兩點可以得出路面的空隙率對噪音的影響。路面為大空隙率時，車輛行駛過后，壓縮的氣體是遠遠大于所牽引出的氣體，從而減少噪音[1，2]。

透水型瀝青路面 OGFC 混合料內部具有大量的小孔，這些小孔相互連通并直接通向材料表面。當聲波入射到這種開孔材料表面時，一部分聲波會透入材料內部，另一部分聲波在材料表面反射。透入材料內部的聲波在縫隙和小孔中傳播時，空氣運動會產生黏滯和摩擦作用，同時小孔中空氣受壓縮時溫度升高，空氣稀疏時溫度降低[3]。由于材料具有熱傳導效應，所以產生的熱量被材料吸收，使聲能逐漸轉變成熱能而消耗，并且這種能量的轉變是不可逆的，因此產生了吸聲作用[4]。

4 微表處降噪方法研究

(1)集料中的粗集料針片狀的含量過大時，會導致微表處攤鋪時有些石料會阻礙縫隙的閉合。從而在微表處位置形成凸起的形狀，小形狀的石料攤鋪時如果沒有形成堆積的形態，就會形成一定的凹陷，汽車其實過程中起到摩擦過大的作用，從而形成噪音。因此我們可以減少針片狀的石料。

(2)當微表處的攤鋪是在不封閉交通的情況下進行的，故在微表處攤鋪后，沒有進行一定的碾壓就開放交通，其目的是為了讓過往的車輛進行碾壓，此時就會在表面產生凸起或者凹陷的地方進行碾壓，便會產生噪音。

(3)乳化瀝青的拌合時間會影響微表處瀝青混合料的和易性。和易性不好的瀝青會影響瀝青攤鋪時的平整度，在攤鋪的路面形成相應的橫縱向紋理，從而影響路面的行駛的噪音。

下面將對微表處所采用的材料進行分析

(1)礦料及礦料級配。微表處作為修補路面破損的路面表層，要考慮其抗滑性能，耐磨性以及耐久性。礦料中的粗骨料作為骨架的支撐，特別是公稱最大粒徑會影響瀝青攤鋪的厚度，從而我們必須考慮微表處礦料的耐磨性能。同樣，細集料的考慮也要考慮這一點，還要考慮細集料的粘結性。

(2)填料。填料的作用主要是，第一點，用于填補縫隙，起到調節混合料級配的問題以及減輕集料的離析。第二點，填料的加入會有效的提高強度，微表處填料可采用礦粉，橡膠粉，礦粉等。

(3)改性乳化瀝青。改性乳化瀝青做為微表處的粘結材料，它主要影響封層的質量。改性乳化瀝青主要是由瀝青，水，乳化劑，高分子聚合物，改性劑加工而成的乳化瀝青。它能夠提高粘結性，低溫延度。

在微表處中加入橡膠粉可增強路面彈性，提高輪胎在路面上振動時的衰減系數，有效吸收輪胎的沖擊力。從減震的角度來講，阻尼是將機械振動的能量轉變成熱能等其他可損耗的能量，從而達到減震降噪的目的。采用添加膠粉而增加材料的阻尼從而降低噪音的機理在于兩個方面：減弱路面結構振動的強度。當汽車發生振動時，起振動能量傳遞給路面表層的阻尼材料，引起阻尼材料內部的摩擦和相互錯動，由于阻尼材料的內損耗、內摩擦大，使得相當一部分的輪胎振動能量被損耗而被變成熱能散掉，減弱了輪胎的車體的振動輻射的能量，達到控制噪音的目的。

5 結語

本文分析微表處噪音產生的機理原因分析以及目前國內針對微表處噪音而整理出來的方案，后期的工作需通過微表處配合比的繼續優化以及完善微表處施工質量控制的指標。同時在現場施工的同時應適時對微表處混合料材料組成設計進行繼續優化。