縣道路面噪聲緩解技術(shù)研究論文

2021-04-13 論文

　　摘要：從生態(tài)環(huán)境角度看，噪聲是公路沿線環(huán)境污染的重要不利因素之一。國內(nèi)外許多專家從上世紀(jì)60年代即開始研究緩解噪聲的措施并取得了一定的效果。本文針對縣道公路的具體特點(diǎn)，分析噪聲產(chǎn)生的原因后試圖探索一種有效噪聲緩解方案，以期在拓展理論研究的基礎(chǔ)上對縣道路面施工、養(yǎng)護(hù)有一定參考價值。

　　關(guān)鍵詞：縣道；路面噪聲；緩解技術(shù)

　　公路的生態(tài)環(huán)境研究正日益得到人們的關(guān)注。其中噪聲是影響環(huán)境保護(hù)的重要不利因素之一。國內(nèi)外許多專家學(xué)者在上世紀(jì)六十年代就開始了這項(xiàng)研究工作。他們在道路工程環(huán)境保護(hù)方面采取了多種措施，從設(shè)置路側(cè)隔音板、吸聲墻,栽樹和植灌木，到改進(jìn)路面結(jié)構(gòu)，各種技術(shù)、理論不斷推出。例如，朱興元（2003）研究輪胎花紋與路面噪聲的關(guān)系；譚偉等（2008）也論證了輪胎/路面的噪聲機(jī)理與降噪技術(shù)；孫立軍(2007)從道路路面平整度實(shí)驗(yàn)考察噪音緩解；潘瓊等（2007）從路面材料出發(fā)研究緩解噪聲的技術(shù)；林怡（2008）研究了噪聲的聲屏障緩解技術(shù)等。但是總體來看，針對城市道路和高速公路的研究占絕對優(yōu)勢，而針對縣道特點(diǎn)的噪聲緩解技術(shù)研究還相當(dāng)缺乏，因此，本文針對縣道的具體特點(diǎn)，從噪聲產(chǎn)生根源分析解決的具體辦法。

　　1縣道特點(diǎn)和噪聲的產(chǎn)生

　　縣道噪聲研究長久以來被忽視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。但是近年來隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化的進(jìn)程和縣道、鄉(xiāng)道“村村通”工程的推進(jìn)，農(nóng)村居民沿公路兩側(cè)聚居的趨勢愈加明顯，加上長期忽視，使縣道噪聲污染問題日益顯著。

　　從噪聲控制系統(tǒng)來看，噪聲的生成到污染需要經(jīng)過三個環(huán)節(jié)：

　　公路噪聲是隨車輛行駛產(chǎn)生的。路面產(chǎn)生噪聲的因素有兩個：車輛驅(qū)動噪聲和滾動噪聲。驅(qū)動噪聲由鑲砌石塊的道路和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)出；滾動噪聲由車輪和行車道的相互作用產(chǎn)生。但是車輛在加速行駛時,滾動噪聲常被驅(qū)動噪聲所掩蓋達(dá)，尤其是縣道的載貨汽車遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于小型汽車、客車，其噪聲污染呈逐漸增加趨勢。降低由車輛發(fā)動機(jī)引起的驅(qū)動和滾動噪聲,從技術(shù)上可以采取三種措施：汽車動力設(shè)計(jì)中的措施、汽車輪子生產(chǎn)中采取的措施，和公路設(shè)計(jì)中的措施。汽車設(shè)計(jì)方面應(yīng)考慮密封車輛發(fā)動機(jī),使聲音與外界隔絕。縣道管理部門應(yīng)與交通管理部門、技術(shù)監(jiān)督部門協(xié)作，對農(nóng)用小型載貨汽車和重型載貨汽車的發(fā)動機(jī)維護(hù)、改裝進(jìn)行規(guī)范。雖然汽車輪胎也是一方面的誘因，但考慮減小驅(qū)動和滾動產(chǎn)生的噪聲源問題不是減噪的`關(guān)鍵技術(shù)所在,目前應(yīng)著重于路面結(jié)構(gòu)的研究。從道路路面角度研究噪聲緩解技術(shù),會加速問題的解決。

　　2路面結(jié)構(gòu)研究

　　緩解公路噪聲應(yīng)從改進(jìn)路面結(jié)構(gòu)型式、改善路面材料成分入手。施工實(shí)踐及研究證明，噪聲問題集中于路面結(jié)構(gòu)層表面。浦增鈴，林正清(1988)根據(jù)德國學(xué)者的研究成果，提出以透水地瀝青混合料來修筑低噪聲路面，從厚度、石料屑和排水溝設(shè)計(jì)等方面緩解噪聲。彭良濤,楊成忠,閔昌華,蔣斌（2007）分析了水泥混凝土路面噪聲產(chǎn)生的原因，提出了六個降低噪聲的施工技術(shù)，本文立足其研究成果，結(jié)合縣道特點(diǎn)，總結(jié)五條技術(shù)方案。

　　2.1多孔混凝土

　　小粒徑集料(＜10mm)可減少混凝土路面宏構(gòu)造。配以高含量硅質(zhì)砂,形成防滑性好、噪聲低且經(jīng)久耐磨的雙層混凝土路面。下層混凝土采用普通集料,僅在表層采用優(yōu)質(zhì)小粒徑集料和高含量硅質(zhì)砂。鄭木蓮（2006）研究證實(shí)了多孔混凝土的強(qiáng)度，本文認(rèn)為以普通混凝土為下層，多孔混凝土作上層,能夠吸收高頻和低頻噪聲。

　　2.2混凝土

　　實(shí)驗(yàn)室研究證明，混入相變材料的混凝土可調(diào)節(jié)路面溫度、形變阻力和耐磨強(qiáng)度等，減少維修。日本、德國等國家將橡膠粉加入水泥混凝土中,用于鐵路軌枕收到很好的效果,不僅極大地減少了震動、降低了噪音,還延長了混凝土使用壽命,增加了安全性。根據(jù)聲學(xué)中能量消耗降噪原理,通過摻加顆粒橡膠或其他聚合物高分子材料來改進(jìn)水泥混凝土結(jié)構(gòu),以降低其彈性模量,使混凝土具有半柔性,從而達(dá)到減振、降噪的目的。

　　2.3集料

　　外露集料表面具有隨機(jī)凸起的特點(diǎn),能夠使聲波和壓力波在輪胎花紋下的空隙中自行消散。外露集料表面的平均構(gòu)造深度以0.8-1.2mm為宜。一般情況下，集料粒徑越小,噪聲越低。

　　2.4整平

　　姚祖康（2003）指出，道路平整度是路面表面相對于理想平面的豎向偏差,這種偏差影響到車輛動力特性、行駛質(zhì)量、路面荷載及排水。鑒于路面平整度與噪聲的正相關(guān)性，不論是瀝青還是水泥混凝土的路面設(shè)計(jì)中都必須考慮平整度的降噪效果。將沿車道方向的水泥混凝土路面表層構(gòu)造、防滑槽式構(gòu)造斷面形狀看作一種波譜，構(gòu)造波長的減少和波幅的增加可減小輪胎振動并形成有吸收噪聲效果的多孔性表面,聲學(xué)效果會更好。改進(jìn)施工工藝、提高平整度和改善接縫施工水平,采用小粒徑集料,以降低宏構(gòu)造，使波長大于10mm的表面構(gòu)造深度盡可能小,波長小于10mm的表面構(gòu)造深度盡可能大。設(shè)計(jì)中，表層混凝土的塑性不能太高，用黃麻布或塑料掃帚對路面進(jìn)行拉毛所形成的各種縱向結(jié)構(gòu),能夠形成迥然不同的紋理,取代了橫向拉毛,對噪聲緩解也是非常明顯的。

　　2.5造設(shè)置

　　彭良濤（2007）等還提出，不同的構(gòu)造技術(shù)會產(chǎn)生不同的聲譜,即使總噪聲級位不變,聲譜也有所不同。改變溝槽的寬度、深度、間距和定向可以降低隆隆聲,消除聲譜中的峰值。在密實(shí)的混凝土表面設(shè)置間距小于13mm、不等距、斜向粗構(gòu)造,以改變聲譜,消除聲譜中的峰值,從而降低噪聲。同時形成良好的排水通道,減少濺水和噴霧,進(jìn)而減小水壓力噪聲。

　　3結(jié)語

　　從路面結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)方面入手,可以將縣道的水泥混凝土路面的噪聲降到較低程度。我國是水泥產(chǎn)量世界名列前茅的國家,就地取材修建水泥混凝土路面的縣道可以提高交通舒適性,對于發(fā)展農(nóng)村道路運(yùn)輸和推動新農(nóng)村經(jīng)濟(jì)建設(shè)都具有十分重要的作用，而研究縣道的噪聲緩解技術(shù)對和諧新農(nóng)村的建設(shè)也具有同樣重要的意義。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]林怡,徐廣華.路面噪聲及聲屏障的研究分析.山西建筑[J].2008,(26)：275-276.

　　[2]潘瓊,袁興中,曾鼎文.低噪聲瀝青路面對緩解交通噪聲的技術(shù)探討.噪聲與振動控制[J].2007,（2）:62-64.

　　[3]彭良濤,楊成忠,閔昌華,蔣斌.水泥混凝土路面噪聲降低措施分析.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化[J].2007,5:30-32.

　　[4]浦增鈐，林正清.減小噪聲的路面.中外公路[J].1988（5）:45-50

　　[5]孫立軍,耿媛婧,周曉青.車輛噪聲與城市道路路面平整度關(guān)系的試驗(yàn)研究.公路交通科技[J].2007,6:24-29.

　　[6]譚偉,張崇高,曹衛(wèi)東,崔新壯.輪胎/路面噪聲機(jī)理與降噪路面.公路與汽運(yùn)[J].2008,(4):85-87.

　　[7]姚祖康.水泥混凝土路面設(shè)計(jì)理論和方法[M].北京:人民交通出版社,2003.

　　[8]鄭木蓮,陳栓發(fā),王崇濤.多孔混凝土的強(qiáng)度特性[J].長安大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,26(4):26-29.

　　[9]朱興元.輪胎花紋塊撞擊路面的噪聲研究.橡膠工業(yè)[J].2003,(9)：526-528.