县道路面噪声缓解技术研究论文

2021-04-13 论文

　　摘要：从生态环境角度看，噪声是公路沿线环境污染的重要不利因素之一。国内外许多专家从上世纪60年代即开始研究缓解噪声的措施并取得了一定的效果。本文针对县道公路的具体特点，分析噪声产生的原因后试图探索一种有效噪声缓解方案，以期在拓展理论研究的基础上对县道路面施工、养护有一定参考价值。

　　关键词：县道；路面噪声；缓解技术

　　公路的生态环境研究正日益得到人们的关注。其中噪声是影响环境保护的重要不利因素之一。国内外许多专家学者在上世纪六十年代就开始了这项研究工作。他们在道路工程环境保护方面采取了多种措施，从设置路侧隔音板、吸声墙,栽树和植灌木，到改进路面结构，各种技术、理论不断推出。例如，朱兴元（2003）研究轮胎花纹与路面噪声的关系；谭伟等（2008）也论证了轮胎/路面的噪声机理与降噪技术；孙立军(2007)从道路路面平整度实验考察噪音缓解；潘琼等（2007）从路面材料出发研究缓解噪声的技术；林怡（2008）研究了噪声的声屏障缓解技术等。但是总体来看，针对城市道路和高速公路的研究占绝对优势，而针对县道特点的噪声缓解技术研究还相当缺乏，因此，本文针对县道的具体特点，从噪声产生根源分析解决的具体办法。

　　1县道特点和噪声的产生

　　县道噪声研究长久以来被忽视的重要原因之一是其道路交通流量和密集度都比城市道路低。但是近年来随着农村城镇化的进程和县道、乡道“村村通”工程的推进，农村居民沿公路两侧聚居的趋势愈加明显，加上长期忽视，使县道噪声污染问题日益显著。

　　从噪声控制系统来看，噪声的生成到污染需要经过三个环节：

　　公路噪声是随车辆行驶产生的。路面产生噪声的因素有两个：车辆驱动噪声和滚动噪声。驱动噪声由镶砌石块的道路和发动机转动发出；滚动噪声由车轮和行车道的相互作用产生。但是车辆在加速行驶时,滚动噪声常被驱动噪声所掩盖达，尤其是县道的载货汽车远远多于小型汽车、客车，其噪声污染呈逐渐增加趋势。降低由车辆发动机引起的驱动和滚动噪声,从技术上可以采取三种措施：汽车动力设计中的措施、汽车轮子生产中采取的措施，和公路设计中的措施。汽车设计方面应考虑密封车辆发动机,使声音与外界隔绝。县道管理部门应与交通管理部门、技术监督部门协作，对农用小型载货汽车和重型载货汽车的发动机维护、改装进行规范。虽然汽车轮胎也是一方面的诱因，但考虑减小驱动和滚动产生的噪声源问题不是减噪的`关键技术所在,目前应着重于路面结构的研究。从道路路面角度研究噪声缓解技术,会加速问题的解决。

　　2路面结构研究

　　缓解公路噪声应从改进路面结构型式、改善路面材料成分入手。施工实践及研究证明，噪声问题集中于路面结构层表面。浦增铃，林正清(1988)根据德国学者的研究成果，提出以透水地沥青混合料来修筑低噪声路面，从厚度、石料屑和排水沟设计等方面缓解噪声。彭良涛,杨成忠,闵昌华,蒋斌（2007）分析了水泥混凝土路面噪声产生的原因，提出了六个降低噪声的施工技术，本文立足其研究成果，结合县道特点，总结五条技术方案。

　　2.1多孔混凝土

　　小粒径集料(＜10mm)可减少混凝土路面宏构造。配以高含量硅质砂,形成防滑性好、噪声低且经久耐磨的双层混凝土路面。下层混凝土采用普通集料,仅在表层采用优质小粒径集料和高含量硅质砂。郑木莲（2006）研究证实了多孔混凝土的强度，本文认为以普通混凝土为下层，多孔混凝土作上层,能够吸收高频和低频噪声。

　　2.2混凝土

　　实验室研究证明，混入相变材料的混凝土可调节路面温度、形变阻力和耐磨强度等，减少维修。日本、德国等国家将橡胶粉加入水泥混凝土中,用于铁路轨枕收到很好的效果,不仅极大地减少了震动、降低了噪音,还延长了混凝土使用寿命,增加了安全性。根据声学中能量消耗降噪原理,通过掺加颗粒橡胶或其他聚合物高分子材料来改进水泥混凝土结构,以降低其弹性模量,使混凝土具有半柔性,从而达到减振、降噪的目的。

　　2.3集料

　　外露集料表面具有随机凸起的特点,能够使声波和压力波在轮胎花纹下的空隙中自行消散。外露集料表面的平均构造深度以0.8-1.2mm为宜。一般情况下，集料粒径越小,噪声越低。

　　2.4整平

　　姚祖康（2003）指出，道路平整度是路面表面相对于理想平面的竖向偏差,这种偏差影响到车辆动力特性、行驶质量、路面荷载及排水。鉴于路面平整度与噪声的正相关性，不论是沥青还是水泥混凝土的路面设计中都必须考虑平整度的降噪效果。将沿车道方向的水泥混凝土路面表层构造、防滑槽式构造断面形状看作一种波谱，构造波长的减少和波幅的增加可减小轮胎振动并形成有吸收噪声效果的多孔性表面,声学效果会更好。改进施工工艺、提高平整度和改善接缝施工水平,采用小粒径集料,以降低宏构造，使波长大于10mm的表面构造深度尽可能小,波长小于10mm的表面构造深度尽可能大。设计中，表层混凝土的塑性不能太高，用黄麻布或塑料扫帚对路面进行拉毛所形成的各种纵向结构,能够形成迥然不同的纹理,取代了横向拉毛,对噪声缓解也是非常明显的。

　　2.5造设置

　　彭良涛（2007）等还提出，不同的构造技术会产生不同的声谱,即使总噪声级位不变,声谱也有所不同。改变沟槽的宽度、深度、间距和定向可以降低隆隆声,消除声谱中的峰值。在密实的混凝土表面设置间距小于13mm、不等距、斜向粗构造,以改变声谱,消除声谱中的峰值,从而降低噪声。同时形成良好的排水通道,减少溅水和喷雾,进而减小水压力噪声。

　　3结语

　　从路面结构和施工技术方面入手,可以将县道的水泥混凝土路面的噪声降到较低程度。我国是水泥产量世界名列前茅的国家,就地取材修建水泥混凝土路面的县道可以提高交通舒适性,对于发展农村道路运输和推动新农村经济建设都具有十分重要的作用，而研究县道的噪声缓解技术对和谐新农村的建设也具有同样重要的意义。

　　参考文献:

　　[1]林怡,徐广华.路面噪声及声屏障的研究分析.山西建筑[J].2008,(26)：275-276.

　　[2]潘琼,袁兴中,曾鼎文.低噪声沥青路面对缓解交通噪声的技术探讨.噪声与振动控制[J].2007,（2）:62-64.

　　[3]彭良涛,杨成忠,闵昌华,蒋斌.水泥混凝土路面噪声降低措施分析.筑路机械与施工机械化[J].2007,5:30-32.

　　[4]浦增钤，林正清.减小噪声的路面.中外公路[J].1988（5）:45-50

　　[5]孙立军,耿媛婧,周晓青.车辆噪声与城市道路路面平整度关系的试验研究.公路交通科技[J].2007,6:24-29.

　　[6]谭伟,张崇高,曹卫东,崔新壮.轮胎/路面噪声机理与降噪路面.公路与汽运[J].2008,(4):85-87.

　　[7]姚祖康.水泥混凝土路面设计理论和方法[M].北京:人民交通出版社,2003.

　　[8]郑木莲,陈栓发,王崇涛.多孔混凝土的强度特性[J].长安大学学报:自然科学版,2006,26(4):26-29.

　　[9]朱兴元.轮胎花纹块撞击路面的噪声研究.橡胶工业[J].2003,(9)：526-528.