廢舊橡膠瀝青 SMA混合料鋪設路面結(jié)構(gòu)降噪效果初探

張迪生 ，陳瀟江

（南京市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇南京210013）

廢舊橡膠瀝青 SMA混合料鋪設路面結(jié)構(gòu)降噪效果初探

張迪生 ，陳瀟江

（南京市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇南京210013）

介紹了路面結(jié)構(gòu)降噪物理特性，利用廢舊橡膠瀝青 SMA混合料作為路面結(jié)構(gòu)降噪材料，探索其隔聲性能的現(xiàn)場監(jiān)測方法。選取南京繞城公路一段作為監(jiān)測路段，對采用普通瀝青路面和采用 SMA材料的結(jié)構(gòu)降噪路面進行比對監(jiān)測，結(jié)果顯示采用 SMA材料的結(jié)構(gòu)降噪路面聲級值降低1～1.8dB。分析認為交通噪聲主要聲源為驅(qū)動噪聲，而驅(qū)動噪聲中主要噪聲部分為排氣噪聲，所以對于路面行駛噪聲的降噪對于交通噪聲整體聲級的改善作用有限。

路面結(jié)構(gòu)降噪；SMA混合材料；隔聲量；現(xiàn)場監(jiān)測；方法；效果

1 引言

隨著城市化進程的逐步加快，城市交通工具數(shù)量越來越多，功率越來越大，速度越來越快。交通噪聲成為現(xiàn)代城市環(huán)境中的最主要噪聲來源，影響市民的正常生活和身體健康，已成為市民當前反映的熱點和焦點問題。據(jù)統(tǒng)計，在各類環(huán)境投訴案件中噪聲投訴占據(jù)首位：2012年，南京市污染舉報中心共接到各類污染投訴 23665件次，其中 噪聲投訴最多，占74.7%［1］。交通噪聲作為一種非穩(wěn)態(tài)、不連續(xù)的流動污染源，具有強度大、影響范圍廣的特點，已逐漸成為城市環(huán)境噪聲的主要污染源，也成為環(huán)境噪音控制的難點。解決交通噪聲投訴是提高市民滿意率的基本措施，也是全面建設小康社會的重要基礎。

環(huán)境保護部于 2010年發(fā)布了 《地面交通噪聲污染防治技術(shù)政策》，對交通噪聲治理提供了相應對策。該技術(shù)政策規(guī)定了合理規(guī)劃布局、噪聲源控制、傳聲途徑噪聲削減、敏感建筑物噪聲防護、加強交通噪聲管理五個方面的地面交通噪聲污染防治技術(shù)原則與方法［2］。目前，對交通噪聲普遍采用路面結(jié)構(gòu)降噪、綠化帶、聲屏障、隔聲窗等手段進行控制。相關資料顯示［3］：廢舊橡膠瀝青 SMA路面結(jié)構(gòu)降噪［4］是基于SMA路面和橡膠瀝青路面的降噪特性提出的，是兩者精華的有機結(jié)合，即在集料集配上吸納了 SMA混合料，保持良好的表面特性，同時通過在集料中加入一定劑量的高彈性廢舊橡膠顆粒（由廢舊輪胎磨制而成），增加路面的彈性和阻尼性能，從而達到降低輪胎／路面泵氣噪聲和輪胎振動噪聲的雙重效果。

2 路面結(jié)構(gòu)降噪物理特性介紹

國內(nèi)外的研究表明，輪胎與路面接觸噪聲的大小不僅與輪胎本身 （如表面花紋）有關，更主要的取決于路面的表面特性。概括起來，輪胎噪聲的物理現(xiàn)象有以下三方面：

（1）沖擊噪聲 （振動噪聲）。該噪聲主要由路面的不平整度、車轍、橫向刻槽等引起輪胎振動（甚至連帶車身振動）而輻射噪聲，該噪聲的頻率較低。

（2）氣泵噪聲。輪胎在路面上滾動時，表面花紋槽中的氣體被壓縮后迅速膨脹釋放而發(fā)出噪聲，噪聲產(chǎn)生的過程類似于空氣泵壓縮—膨脹發(fā)出爆破聲的現(xiàn)象。氣泵噪聲的強度隨車速的增加而增加，且以高頻聲為主，在輪胎噪聲中占主要位置。

（3）附著噪聲。是由輪胎橡膠在路面上附著作用力而產(chǎn)生的類似于真空吸力的噪聲。

在我國低噪聲路面的形式主要有兩種：一種是多孔性瀝青路面；另一種是骨架密實型瀝青路面。后又對骨架密實型瀝青路面進行了應用性研究，采用廢舊橡膠瀝青 SMA混合料鋪筑路面。南京目前在繞城公路和揚子江大道均鋪設了此類路面，根據(jù)剛性骨架多孔材料的微觀理論和聲學原理，影響低噪聲路面聲學特性的主要因素有：孔隙率、流阻率、扭曲因子和孔型因子。因此控制路面的孔隙率和流阻率是影響降噪效果的關鍵。SMA材料集配設計見表1。

表1 SMA材料集配設計表

3 低噪聲路面隔聲性能的現(xiàn)場監(jiān)測方法

對于路面結(jié)構(gòu)降噪隔聲量的監(jiān)測，我國目前沒有統(tǒng)一的監(jiān)測技術(shù)規(guī)范和方法。由于路面噪聲發(fā)聲機理非常復雜，對路面噪聲進行準確的預測非常困難，采取的評價方法也多種多樣。目前現(xiàn)場測量交通噪聲的常用方法主要有以下兩種：①遠場或路側(cè)測試法，即在公路旁放置聲級計測量噪聲；②近場法，即在輪胎／路面接觸附近安放聲級計測量噪聲。為了可操作性及更好地反應交通噪聲的實際情況，考慮采用遠場法測量。通常遠場或路側(cè)測試方法主要包括以下3類：統(tǒng)計經(jīng)過法，控制經(jīng)過法和定時測量法。統(tǒng)計經(jīng)過法要求在離開被測道路一定距離和高度的位置安放聲級計，歐洲的標準是：距行車道中心線7.5 m，路面以上1.2 m處。測試對象為自由的交通流，速度恒定，限速在 50km／h以上。本次監(jiān)測參照統(tǒng)計經(jīng)過法進行，步驟如下：

（1）在開闊地帶進行，選擇單側(cè)路幅為低噪聲路面及非低噪聲路面連接段，其中低噪聲路面長度為800m，對面交通進行臨時封閉；

（2）低噪聲路面監(jiān)測點選在低噪聲路面的中心，非低噪聲路面監(jiān)測點距其800m布設；

（3）低噪聲路面與非低噪聲路面之間無匝道，無進出口，保證車流量穩(wěn)定且噪聲無相互干擾；

（4）以車輛為中心、半徑50m內(nèi)無較大的反射物；

（5）長 800m測試區(qū)內(nèi)坡度不超過 0.5%；

（6）測試時背景噪聲應比所測試車輛的噪聲低10dB以上，否則需修正測試結(jié)果；

（7）傳聲器的位置距離車輛行駛中心線7.5m，距地面高度 1.2m。

監(jiān)測點位如圖1所示。

4 路面結(jié)構(gòu)降噪隔聲性能現(xiàn)狀分析

實際監(jiān)測選擇的路段為南京繞城公路高橋門附近，段落樁號為：NK18＋687～NK19＋875（二橋往三橋方向右幅），是橡膠瀝青降噪路面試驗段。該路段原路面類型為 AK13A，通車半年左右。計劃選擇低噪聲路面與非低噪聲路面各一處進行24h連續(xù)監(jiān)測，比較其性能。距離行車行駛中心線 7.5m進行交通噪聲的 24h連續(xù)監(jiān)測，采樣間隔0.1s，時間計權(quán)為 “快”響應，記錄每個小時 的 Leq、L5、L10、L50、L90、L95、SD、Lmax、Lmin，同步記錄地表與地上的車流量，分大、中、小、摩托車進行統(tǒng)計。實際監(jiān)測的橡膠瀝青降噪路面和普通路面現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果見表 2～表4。

表2 24h噪聲測點 （普通瀝青路面）監(jiān)測結(jié)果 （dB（A））

表3 24h噪聲測點 （SMA材料結(jié)構(gòu)降噪路面）監(jiān)測結(jié)果 （dB（A））

表4 監(jiān)測期間車流量構(gòu)成情況

國外對低噪聲路面的研究和應用較早，瑞典國家道路與交通研究所 Sandberg博士2002年在《Tyre／Road Noise Reference Book》一書中首次定義了低噪聲路面的概念，即低噪聲路面與傳統(tǒng)和最普通的路面相比至少可降低噪聲3dB。根據(jù)相同聲源疊加效果分析，降低3dB噪聲相當于道路上的交通量減半。從道路結(jié)構(gòu)角度來降低交通噪聲，只能從輪胎與路面接觸所產(chǎn)生的噪聲方面進行控制，要降低3dB噪聲相當不易。從圖3和圖4可以看出，南京繞城公路僅右幅路面采用橡膠瀝青SMA降噪路面，聲級值降低1～1.8dB。由于交通噪聲主要聲源為驅(qū)動噪聲，而驅(qū)動噪聲中主要噪聲部分為排氣噪聲，所以路面行駛噪聲的降噪對于交通噪聲整體聲級的改善作用有限。

5 結(jié)論

（1）對于典型交通噪聲的控制，采用路面結(jié)構(gòu)降噪，不但能降低噪聲，而且還能在降低交通噪聲的同時減少雨天水膜的形成，減少水霧的產(chǎn)生，提高路面的抗滑性能。SMA混合材料空隙結(jié)構(gòu)還能夠較好地吸附汽車尾氣，降低大氣污染。

（2）本次研究選取低噪聲路面和普通瀝青路面進行對比，實際聲級值降低1～1.8dB，低于國內(nèi)外研究認為的應降噪3dB，但選取的監(jiān)測路段僅右幅路面采用橡膠瀝青SMA降噪路面。

（3）對交通噪聲的控制，應當因地制宜，首先應盡量考慮從源頭控制，改進汽車降噪工藝，降低聲源噪聲，交通規(guī)劃應當與聲環(huán)境保護規(guī)劃相協(xié)調(diào)，通過合理構(gòu)建交通網(wǎng)絡，提高交通效率，總體減輕地面交通噪聲對周圍環(huán)境的影響，結(jié)構(gòu)降噪路面雖然能夠降低一定的交通噪聲，但不能解決噪聲污染的本質(zhì)問題。

（4）針對交通噪聲的頻譜特性和路面特性，應加強對路面結(jié)構(gòu)降噪材料的性能的進一步研究，爭取打破國外的技術(shù)壟斷，為今后在國內(nèi)的技術(shù)推廣應用掃除關鍵技術(shù)和經(jīng)濟成本的壁壘，盡快制定路面結(jié)構(gòu)降噪材料的評價方法，對瀝青和混合材料的制作方法標準化。

（5）針對不同的交通路面，選擇結(jié)構(gòu)降噪路面、聲屏障和林帶降噪、隔聲窗等組合降噪形式，降噪效果會顯著提高。

［1］南京市環(huán)境質(zhì)量報告書 （2012年度）［R］.2012：96－97.

［2］環(huán)境保護部.地面交通噪聲污染防治技術(shù)政策 ［Z］.2010.

［3］儲益萍.道路交通噪聲控制措施的技術(shù)、經(jīng)濟比較分析 ［J］.環(huán)境污染與防治，2011，（5）：107－110.

［4］王佐民.SMA低噪聲路面降噪試驗研究 ［A］.中國聲學學會2002年論文集 ［C］.2002.

A Preliminary Research on Effects of Noise Reduction of Road Constructed by Asphalt SAM MixtureModified by Waste Rubber

ZHANG Di－sheng，CHEN Xiao－jiang
（Nanjing Environmental Monitoring Center，Nanjing，Jiangsu 210013，China）

The physical properties of noise reduction through road structure were presented.The effect of noise reduction of one new material of asphalt SAM mixture modified by waste rubber was explored as well as the on－site monitoring methods.One section of road in Nanjing ring road was selected to carry out the monitoring work to compare the effects of the ordinary road and the road with new materials.The results showed that the sound of the road with new materials was only 1 to 1.8dB lower than that of the old road under the similar traffic condition.The major source of traffic noise comes from the engine.Meanwhile，the exhaust noise contributes the most noise.Therefore，it is limited to reduce the traffic noise through improving the road structure.

noise reduction through road structure improvement；SAM mixture；noise insulation；on－site monitoring；method；effect

TB53

A

1673－9655（2014）05－0067－05

2014－04－22

張迪生 （1971－），男，安徽舒城人，漢族，高工，學士，從事環(huán)境監(jiān)測工作。