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(xué)土木工程學(xué)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(chǎn)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?，F(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(zhǔn)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(nèi)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(yīng)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(shù)已相對成熟，應(yīng)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(shù)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(yán)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(shè)計

表1 改性瀝青性能指標(biāo)

2.1 瀝青

試驗采用改性瀝青，其各項性能指標(biāo)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(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 集料技術(shù)指標(biāo)

2.3 配合比設(shè)計

試驗采用的礦料級配參照級配范圍要求中值及結(jié)合工程實際應(yīng)用的經(jīng)驗，確定集料級配。根據(jù)研究結(jié)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(shè)計

瀝青混合料試件采取單層雙級配設(shè)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(shè)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(nèi)可自行設(shè)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(jié)果如圖3所示。

圖2 駐波管試驗儀

圖3 試驗結(jié)果

結(jié)合試驗結(jié)果分析，可以得到以下結(jié)論:

1)在城市道路噪聲集中分布范圍內(nèi)，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(jié)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(xué)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(shè)計參數(shù)相關(guān)聯(lián)，預(yù)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。