王天旸，李晶陽

(黑龍江省公路工程質(zhì)量監(jiān)督站)

淺析城市降噪路面研究

王天旸，李晶陽

(黑龍江省公路工程質(zhì)量監(jiān)督站)

摘 要：隨著城市化的發(fā)展，城市道路正逐漸形成一個完美的立體空間交通體系。路網(wǎng)密度日益增大，交通流量不斷增長，噪聲危害日益加重，降噪成為一個迫切需要解決的環(huán)境問題。分析了路面降噪的影響因素、低噪聲路面的產(chǎn)生及特性，并提出低噪聲路面的主要研究方向。

關(guān)鍵詞：城市道路;降噪;環(huán)保;空隙率

隨著城市化的發(fā)展，城市道路正逐漸形成一個完美的立體空間交通體系。地下、地面和空中的交通體系給人們生活帶來便利的同時也帶來了煩惱。路網(wǎng)密度日益增大，交通流量不斷增長，噪聲危害日益加重。根據(jù)對北方地區(qū)多座立交橋以及部分快速干道的初步測量，由行駛在立交橋上以及快速干道上的車輛所產(chǎn)生的噪聲在某些地段已超出了居民的承受程度。據(jù)測量，白天(北方立交橋)噪音達到65 dB，地面要高達75 dB。根據(jù)中華人民共和國《城市區(qū)域噪聲標(biāo)準(zhǔn)》，此類地區(qū)居民白天正常所能承受的噪音應(yīng)低于70 dB，晚上低于55 dB。據(jù)世界衛(wèi)生組織最新統(tǒng)計表明：若居民長期處在高噪聲環(huán)境中，會反應(yīng)遲鈍、容易疲勞，嚴(yán)重的還會引起頭昏、血壓升高、失眠等病癥。

目前，對于降噪一般僅僅采取聲屏障或是隔音墻，而由于聲屏障和隔音墻的高度過高，從而給美化環(huán)境帶來了一定的困難，并且造價過高。因此，如何通過路面降噪成為城市交通研究的一個重要課題。

1 影響路面降噪的因素

瀝青混凝土和水泥混凝土路面常用含量較高的細料或是密級配混合料鋪筑，當(dāng)汽車輪胎在路面上滾動時，與路面接觸的輪胎部位被壓縮變形，輪胎花紋內(nèi)空氣被擠壓排出，形成了噪聲。

在雨天情況下，由于其密集平滑的骨料不能及時有效的排除路面積水，當(dāng)汽車輪胎經(jīng)過積水區(qū)時，會使汽車外胎花紋內(nèi)的積水形成高壓水流噴出，產(chǎn)出高頻噪聲。同時，也會在汽車尾部產(chǎn)生很高濃度的水霧，影響了駕駛者的行車視線，影響了行車安全。因此，路面的選擇材料、種類以及空隙率是影響瀝青路面降噪的主要因素。

2 路面降噪的措施——低噪聲路面

從已有的研究來看，道路上的汽車產(chǎn)生的噪聲主要有發(fā)動機的聲音、輪胎與路面之間的噪聲、汽車的氣動聲音。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，發(fā)動機的噪聲已經(jīng)降到了較低的水平。因此，降低輪胎與路面之間相互產(chǎn)生的噪聲的意義更為明顯。低噪聲路面正是對輪胎與路面之間的噪聲采取有效措施，以降低噪聲為目的的一種路面結(jié)構(gòu)型式。

為使路面具有良好的降噪性能，采取以下幾種措施。(1)設(shè)計開集配路面。

開集配路面的空隙率比較大，輪胎與路面接觸時表面花紋槽中的空氣可通過孔隙向四周逸出，減少了空氣壓縮爆破產(chǎn)生的噪聲。

(2)精選材料。

集料的品質(zhì)、形狀及級配，對開級配瀝青磨耗層的路用性能影響很大，故集料的選用需十分嚴(yán)格。粗集料必須堅硬，質(zhì)量必須非常好，尤其是集料的形狀應(yīng)該接近立方體，針片狀顆粒不能多。瀝青結(jié)合料必須有非常好的粘結(jié)力，采用改性瀝青。

(3)控制石油比。

采用瀝青混凝土路面。瀝青的用量直接影響到路面的降噪能力，一般瀝青材料的厚度只允許為表層石料厚度的1/2～1/3。

低噪聲路面是一種新型的路面結(jié)構(gòu)型式，也采用多孔瀝青路面，或稱為透水(或排水)路面。它是指在普通瀝青路面或水泥混凝土路面或其他路面結(jié)構(gòu)層上鋪筑一層具有很高空隙率的瀝青混合料。

3 低噪聲路面的特性

(1)可有效降低路面噪聲。降低噪聲的性能主要是由于大空隙率的作用。吸聲率是評價低噪聲路面降噪功能的一個重要參數(shù)，國外學(xué)者采用厚度為 60 mm、直徑為100 mm的圓形試樣，取其空隙率分別為13.8% ～27.5%用雙麥克風(fēng)法得出的測定結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同空隙率下的吸聲率

從圖1中可以看出，密級配路面顯示出近于平調(diào)的低吸聲率，而大空隙路面的吸聲率卻有峰值，可以看出峰值和頻率是與空隙結(jié)構(gòu)相關(guān)的，空隙率小于15%時，其吸聲率較小。因此，從降低交通噪聲的角度出發(fā)，空隙率應(yīng)控制在15%以上。據(jù)國外研究報道：與密級配熱拌瀝青混合料(HMA)路面相比，噪聲降低3 dB;與水泥混凝土(PCC)路而相比，降低7 dB。用于城郊公路附近的聲屏障通常能降低3 dB左右的噪音。當(dāng)噪音改變3 dB時，大多數(shù)人都能注意到顯著的差異。

(2)具有較好的透水性能。由于路面的表面有很多空隙，雨水透過表層，通過排水設(shè)施排出路表，使路表無連續(xù)的水膜，不會發(fā)生水漂，減少了交通事故的發(fā)生。

(3)抗滑阻力大。路面空隙率大，具有較大的構(gòu)造深度，粗糙度增加，抗滑阻力比普通路面大。

(4)可減少夜間眩光。低噪聲瀝青路面在晴天時觀察，可以發(fā)現(xiàn)它明顯比普通路面黑。這時因為普通瀝青路面形成光面，光線照射下形成鏡面反射，特別在雨天夜間，普通瀝青路面更易產(chǎn)生鏡面反射，發(fā)生眩光;而低噪聲路面由于集料不規(guī)則的棱角，使光線產(chǎn)生漫反射，不會產(chǎn)生雨天夜間的眩光，而且能保證道路標(biāo)線清晰可見。

(5)行人免受濺泥濺水之苦。由于多孔瀝青路面不存水，雨天不產(chǎn)生行車水花，路過的行人可以不必擔(dān)心水花及污泥濺到身上，這是傳統(tǒng)的密實瀝青路面所不具備的。

4 主要研究方向

我國對降噪路面的研究尚處于起步階段，作者建議從以下幾個方面進行更深一步的研究。

(1)降噪功能受粗集料性能(級配、形狀、硬度等)的影響較大。低噪聲瀝青混合料由于空隙率大，骨料間的接觸面小，混合料的耐久性相對較差，所以提高低噪聲瀝青混合料的耐久性是其能繼續(xù)發(fā)展的重要前提。如何兼顧功能與耐久性，尚未有滿意的共識，因此現(xiàn)在僅限于推薦使用良質(zhì)粒料，今后應(yīng)加強此方面的研究，明確評估準(zhǔn)則，以選擇性能優(yōu)良的集料。

(2)低噪聲瀝青混合料的空隙很大，容易造成堵塞使其喪失降噪、排水功能。如何保證空隙的永久性及冬季空隙堵塞時如何清除，是應(yīng)著重考慮和研究的問題。

(3)建議進行試驗路研究，對施工工藝進行更深一步的研究，特別是路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng)的施工工藝，并在規(guī)范中予以確認。長期跟蹤觀測低噪聲瀝青混合料試驗路的降噪情況，并積累養(yǎng)護經(jīng)驗。

5 結(jié)束語

低噪聲路面的研究對城市及居民營造“綠色環(huán)境”以及城市道路維修有著重要的意義，同時鋪筑低噪聲路面也許是一種代替聲屏障，緩減交通噪聲的合理方案，具有較大的環(huán)保意義。目前國際上發(fā)達國家已廣泛展開低噪聲路面的應(yīng)用研究，并有相當(dāng)成熟的經(jīng)驗。由于我國的原材料性質(zhì)和路面結(jié)構(gòu)類型與國外存在一定的差異，所以不能直接采用國外的設(shè)計結(jié)論，而是在參照國外設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過室內(nèi)外試驗的檢測和調(diào)整，取長補短，最終確定適合國內(nèi)應(yīng)用的研究成果。

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中圖分類號：U416.216

C

1008-3383(2011)08-0050-01

收稿日期：2011-04-11