新型功能性沥青混合料降噪试验方法的研究★

何甘霖 丁雨晴 许强 马琳杰 方振鑫 袁梦 张海涛

(东北林业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨 150040)

1 概述

随着城市化进程的加快以及汽车数量的激增，为减轻噪声污染产生的诸多危害，铺筑低噪声路面以及对路面材料的降噪性能评价是现阶段尤其重要的工程措施。在降噪性能的测量方面难度高、精度低、起步晚。现阶段主要的测量方法有:驻波管或混响室法测量吸声系数、利用声干涉仪测量声衰减系数［1］。然而，声干涉仪一般的变程干涉仪和定程干涉仪都有声衰减测量准确度不高和测量费时的缺点;驻波管法测量精度低，混响室法受试验环境干扰较大［2］。

目前国内外较为典型的低噪声路面类型有:多孔隙沥青混凝土路面、橡胶沥青路面、超薄沥青磨耗层［3］。其中多孔隙沥青混凝土路面应用较为广泛，但引入我国时间较晚，研究尚未完善，国外的技术已相对成熟，应用前景较好［4］;对于橡胶沥青路面的研究，我国还处于实验阶段;而我国对薄沥青面层路面的研究起步较晚，且在实验中的表现不够理想，发展缓慢［5］。我国对于沥青路面降噪技术的掌握与发达国家还有一定的差距。但由于近几年交通的快速发展，噪声问题愈加严重，我国采取一系列研究创新，在路面降噪方面有了一定的突破［6］。

2 试验材料与沥青混合料设计

表1 改性沥青性能指标

2.1 沥青

试验采用改性沥青，其各项性能指标如表1所示。

2.2 集料

试验采用 AC－13，AC－16，OGFC－13，OGFC－16 四种级配，集料的技术指标如表2所示。

表2 集料技术指标

2.3 配合比设计

试验采用的矿料级配参照级配范围要求中值及结合工程实际应用的经验，确定集料级配。根据研究结果及工程实践经验，选取 AC－13，AC－16，OGFC－13(空隙率 20%)、OGFC－16(空隙率20%)。四种混合料集料级配如表3所示。根据马歇尔试验所确定的四种沥青混合料的最佳油石比分别为 5.4%，5%，4.3%，4.0%。

表3 集料级配

2.4 沥青混合料试件设计

沥青混合料试件采取单层双级配设计方案，即上层为多孔沥青混合料，下层为传统的密集配沥青混合料，试件高度为单层马歇尔试件高度(如图1所示)。

图1 试件设计

3 沥青混合料降噪性能测试

试验采用吸声系数描述不同组合的沥青混合料吸声性能。试验采用驻波管试验进行测试，实验装置整个实验系统由计算机、量示器、信号源、测最放大器等组成。声波入射到管中，再从试件表面反射回来，入射波和反射波叠加后在管中形成驻波。由此形成沿驻波管长度方向声压极大值和极小值的交替分布。根据波峰和波谷计算该频率下的吸声系数，仪器的输出的频率在规定范围内可自行设定，试验装置如图2所示。城市道路噪声的频率集中分布在200 Hz～250 Hz［7］，试验结果如图3所示。

图2 驻波管试验仪

图3 试验结果

结合试验结果分析，可以得到以下结论:

1)在城市道路噪声集中分布范围内，OGFC试件的吸声效果最佳，OGFC/AC=1∶2与OGFC/AC=2∶1的试件次之，AC试件吸声效果最次。

2)OGFC/AC=1 ∶2与 OGFC/AC=2 ∶1试件吸声效果远高于AC试件，稍逊于OGFC试件。

3)OGFC，OGFC/AC=1 ∶2 与 OGFC/AC=2 ∶1 三种试件分别在不同的频率上有其峰值，其中OGFC/AC=2∶1的试件在250 Hz附近吸声效果优于所有试件。

4 结语

1)经过与传统的实验方法的对比，本研究制出的路面噪声测试装置具有科学性及可行性。

2)本实验所用的单层双级配沥青混合料(上层PA，下层AC)吸声性能良好，与路面材料的设计参数相关联，预测该种材料的路面降噪性能良好。

3)由于本实验所测试的不同OGFC/AC沥青混合料对照实验数目受限，若寻找最佳吸声性能的配制比例还需进一步探究。