新型功能性瀝青混合料降噪試驗方法的研究★

何甘霖 丁雨晴 許強 馬琳杰 方振鑫 袁夢 張海濤

(東北林業(yè)大學土木工程學院，黑龍江哈爾濱 150040)

1 概述

隨著城市化進程的加快以及汽車數(shù)量的激增，為減輕噪聲污染產生的諸多危害，鋪筑低噪聲路面以及對路面材料的降噪性能評價是現(xiàn)階段尤其重要的工程措施。在降噪性能的測量方面難度高、精度低、起步晚。現(xiàn)階段主要的測量方法有:駐波管或混響室法測量吸聲系數(shù)、利用聲干涉儀測量聲衰減系數(shù)［1］。然而，聲干涉儀一般的變程干涉儀和定程干涉儀都有聲衰減測量準確度不高和測量費時的缺點;駐波管法測量精度低，混響室法受試驗環(huán)境干擾較大［2］。

目前國內外較為典型的低噪聲路面類型有:多孔隙瀝青混凝土路面、橡膠瀝青路面、超薄瀝青磨耗層［3］。其中多孔隙瀝青混凝土路面應用較為廣泛，但引入我國時間較晚，研究尚未完善，國外的技術已相對成熟，應用前景較好［4］;對于橡膠瀝青路面的研究，我國還處于實驗階段;而我國對薄瀝青面層路面的研究起步較晚，且在實驗中的表現(xiàn)不夠理想，發(fā)展緩慢［5］。我國對于瀝青路面降噪技術的掌握與發(fā)達國家還有一定的差距。但由于近幾年交通的快速發(fā)展，噪聲問題愈加嚴重，我國采取一系列研究創(chuàng)新，在路面降噪方面有了一定的突破［6］。

2 試驗材料與瀝青混合料設計

表1 改性瀝青性能指標

2.1 瀝青

試驗采用改性瀝青，其各項性能指標如表1所示。

2.2 集料

試驗采用 AC－13，AC－16，OGFC－13，OGFC－16 四種級配，集料的技術指標如表2所示。

表2 集料技術指標

2.3 配合比設計

試驗采用的礦料級配參照級配范圍要求中值及結合工程實際應用的經(jīng)驗，確定集料級配。根據(jù)研究結果及工程實踐經(jīng)驗，選取 AC－13，AC－16，OGFC－13(空隙率 20%)、OGFC－16(空隙率20%)。四種混合料集料級配如表3所示。根據(jù)馬歇爾試驗所確定的四種瀝青混合料的最佳油石比分別為 5.4%，5%，4.3%，4.0%。

表3 集料級配

2.4 瀝青混合料試件設計

瀝青混合料試件采取單層雙級配設計方案，即上層為多孔瀝青混合料，下層為傳統(tǒng)的密集配瀝青混合料，試件高度為單層馬歇爾試件高度(如圖1所示)。

圖1 試件設計

3 瀝青混合料降噪性能測試

試驗采用吸聲系數(shù)描述不同組合的瀝青混合料吸聲性能。試驗采用駐波管試驗進行測試，實驗裝置整個實驗系統(tǒng)由計算機、量示器、信號源、測最放大器等組成。聲波入射到管中，再從試件表面反射回來，入射波和反射波疊加后在管中形成駐波。由此形成沿駐波管長度方向聲壓極大值和極小值的交替分布。根據(jù)波峰和波谷計算該頻率下的吸聲系數(shù)，儀器的輸出的頻率在規(guī)定范圍內可自行設定，試驗裝置如圖2所示。城市道路噪聲的頻率集中分布在200 Hz～250 Hz［7］，試驗結果如圖3所示。

圖2 駐波管試驗儀

圖3 試驗結果

結合試驗結果分析，可以得到以下結論:

1)在城市道路噪聲集中分布范圍內，OGFC試件的吸聲效果最佳，OGFC/AC=1∶2與OGFC/AC=2∶1的試件次之，AC試件吸聲效果最次。

2)OGFC/AC=1 ∶2與 OGFC/AC=2 ∶1試件吸聲效果遠高于AC試件，稍遜于OGFC試件。

3)OGFC，OGFC/AC=1 ∶2 與 OGFC/AC=2 ∶1 三種試件分別在不同的頻率上有其峰值，其中OGFC/AC=2∶1的試件在250 Hz附近吸聲效果優(yōu)于所有試件。

4 結語

1)經(jīng)過與傳統(tǒng)的實驗方法的對比，本研究制出的路面噪聲測試裝置具有科學性及可行性。

2)本實驗所用的單層雙級配瀝青混合料(上層PA，下層AC)吸聲性能良好，與路面材料的設計參數(shù)相關聯(lián)，預測該種材料的路面降噪性能良好。

3)由于本實驗所測試的不同OGFC/AC瀝青混合料對照實驗數(shù)目受限，若尋找最佳吸聲性能的配制比例還需進一步探究。