微表處降噪技術(shù)研究

方鵬程

(重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院，重慶 400074)

1 引言

微表處是一種路面預(yù)防性技術(shù)，由改性乳化瀝青、集料、填料、水、外加劑按照一定的配比拌合而成，運(yùn)用專(zhuān)門(mén)的攤鋪機(jī)械進(jìn)行原路的攤鋪。由于其修補(bǔ)過(guò)程中不用封閉交通，且微表處具有較好的防水，耐磨的特性，在道路的修補(bǔ)過(guò)程中占有舉足輕重的位置。雖然微表處技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，但是，微表處路面行車(chē)產(chǎn)生的噪音使得路上駕車(chē)的司機(jī)和乘客都會(huì)有不適的感受，同時(shí)道路附近的居民的生活也會(huì)受到影響，我們需分析出微表處噪音大的原因，有效的進(jìn)行控制，一定程度上減少噪音污染，使得微表處技術(shù)對(duì)環(huán)境的噪音污染最小化。

2 研究現(xiàn)狀

根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，微表處路面的構(gòu)造深度與車(chē)內(nèi)的噪音成正比例關(guān)系，構(gòu)造深度大會(huì)使得產(chǎn)生的噪音也變大，級(jí)配是微表處路面車(chē)內(nèi)噪音有關(guān)的因素，需控制微表處中粗骨料的使用比例，適當(dāng)增加小粒徑的礦料。通過(guò)纖維對(duì)改良微表處混合料的性能角度進(jìn)行試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)纖維對(duì)微表處的路用性能具有改良的效果。對(duì)微表處噪音問(wèn)題進(jìn)行分析，從瀝青的用量、集料、施工工藝的角度分別研究噪音偏大的機(jī)理，從而調(diào)整油石比、添加膠粉，從而能解決車(chē)內(nèi)噪音。

3 微表處噪音機(jī)理分析

本節(jié)通過(guò)對(duì)微表處的路面的特點(diǎn)以及路面噪聲產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行分析。

車(chē)內(nèi)噪音根據(jù)目前的研究總結(jié)出兩點(diǎn)。第一點(diǎn)，是由于車(chē)輛行駛過(guò)程中車(chē)輛的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)作以及由于路面不平整所帶來(lái)的震動(dòng)。第二點(diǎn)，路面的原因，由于輪胎與路面接觸時(shí)產(chǎn)生的相互作用所帶來(lái)的噪音。而我們主要考慮第二點(diǎn)。第一，路面的空隙會(huì)在汽車(chē)行駛過(guò)，車(chē)尾會(huì)形成相應(yīng)的快速吸氣所產(chǎn)生的力以及車(chē)輛行駛過(guò)后擠壓縫隙中的空氣所產(chǎn)生的噪音。第二，由于車(chē)輛為爭(zhēng)強(qiáng)抗滑性能時(shí)的凹凸不平的輪胎，與地面接觸通過(guò)傳導(dǎo)也會(huì)產(chǎn)生一定的噪音。從以上來(lái)兩點(diǎn)可以得出路面的空隙率對(duì)噪音的影響。路面為大空隙率時(shí)，車(chē)輛行駛過(guò)后，壓縮的氣體是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所牽引出的氣體，從而減少噪音[1，2]。

透水型瀝青路面 OGFC 混合料內(nèi)部具有大量的小孔，這些小孔相互連通并直接通向材料表面。當(dāng)聲波入射到這種開(kāi)孔材料表面時(shí)，一部分聲波會(huì)透入材料內(nèi)部，另一部分聲波在材料表面反射。透入材料內(nèi)部的聲波在縫隙和小孔中傳播時(shí)，空氣運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生黏滯和摩擦作用，同時(shí)小孔中空氣受壓縮時(shí)溫度升高，空氣稀疏時(shí)溫度降低[3]。由于材料具有熱傳導(dǎo)效應(yīng)，所以產(chǎn)生的熱量被材料吸收，使聲能逐漸轉(zhuǎn)變成熱能而消耗，并且這種能量的轉(zhuǎn)變是不可逆的，因此產(chǎn)生了吸聲作用[4]。

4 微表處降噪方法研究

(1)集料中的粗集料針片狀的含量過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致微表處攤鋪時(shí)有些石料會(huì)阻礙縫隙的閉合。從而在微表處位置形成凸起的形狀，小形狀的石料攤鋪時(shí)如果沒(méi)有形成堆積的形態(tài)，就會(huì)形成一定的凹陷，汽車(chē)其實(shí)過(guò)程中起到摩擦過(guò)大的作用，從而形成噪音。因此我們可以減少針片狀的石料。

(2)當(dāng)微表處的攤鋪是在不封閉交通的情況下進(jìn)行的，故在微表處攤鋪后，沒(méi)有進(jìn)行一定的碾壓就開(kāi)放交通，其目的是為了讓過(guò)往的車(chē)輛進(jìn)行碾壓，此時(shí)就會(huì)在表面產(chǎn)生凸起或者凹陷的地方進(jìn)行碾壓，便會(huì)產(chǎn)生噪音。

(3)乳化瀝青的拌合時(shí)間會(huì)影響微表處瀝青混合料的和易性。和易性不好的瀝青會(huì)影響瀝青攤鋪時(shí)的平整度，在攤鋪的路面形成相應(yīng)的橫縱向紋理，從而影響路面的行駛的噪音。

下面將對(duì)微表處所采用的材料進(jìn)行分析

(1)礦料及礦料級(jí)配。微表處作為修補(bǔ)路面破損的路面表層，要考慮其抗滑性能，耐磨性以及耐久性。礦料中的粗骨料作為骨架的支撐，特別是公稱最大粒徑會(huì)影響瀝青攤鋪的厚度，從而我們必須考慮微表處礦料的耐磨性能。同樣，細(xì)集料的考慮也要考慮這一點(diǎn)，還要考慮細(xì)集料的粘結(jié)性。

(2)填料。填料的作用主要是，第一點(diǎn)，用于填補(bǔ)縫隙，起到調(diào)節(jié)混合料級(jí)配的問(wèn)題以及減輕集料的離析。第二點(diǎn)，填料的加入會(huì)有效的提高強(qiáng)度，微表處填料可采用礦粉，橡膠粉，礦粉等。

(3)改性乳化瀝青。改性乳化瀝青做為微表處的粘結(jié)材料，它主要影響封層的質(zhì)量。改性乳化瀝青主要是由瀝青，水，乳化劑，高分子聚合物，改性劑加工而成的乳化瀝青。它能夠提高粘結(jié)性，低溫延度。

在微表處中加入橡膠粉可增強(qiáng)路面彈性，提高輪胎在路面上振動(dòng)時(shí)的衰減系數(shù)，有效吸收輪胎的沖擊力。從減震的角度來(lái)講，阻尼是將機(jī)械振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)變成熱能等其他可損耗的能量，從而達(dá)到減震降噪的目的。采用添加膠粉而增加材料的阻尼從而降低噪音的機(jī)理在于兩個(gè)方面：減弱路面結(jié)構(gòu)振動(dòng)的強(qiáng)度。當(dāng)汽車(chē)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，起振動(dòng)能量傳遞給路面表層的阻尼材料，引起阻尼材料內(nèi)部的摩擦和相互錯(cuò)動(dòng)，由于阻尼材料的內(nèi)損耗、內(nèi)摩擦大，使得相當(dāng)一部分的輪胎振動(dòng)能量被損耗而被變成熱能散掉，減弱了輪胎的車(chē)體的振動(dòng)輻射的能量，達(dá)到控制噪音的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

本文分析微表處噪音產(chǎn)生的機(jī)理原因分析以及目前國(guó)內(nèi)針對(duì)微表處噪音而整理出來(lái)的方案，后期的工作需通過(guò)微表處配合比的繼續(xù)優(yōu)化以及完善微表處施工質(zhì)量控制的指標(biāo)。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)施工的同時(shí)應(yīng)適時(shí)對(duì)微表處混合料材料組成設(shè)計(jì)進(jìn)行繼續(xù)優(yōu)化。