沥青路面降噪环保处理 LNAP应用技术

根据对沥青路面噪声产生机理的分析，道路交通噪声系统主要由3部分组成，即噪声源、受声点和传播途径。受声点的噪声的大小，与噪声源的大小以及噪声的传播途径直接相关。因此，降噪沥青路面为了从路面结构角度降低轮胎/路面的噪声，可以从两个角度出发来考虑，即通过改变路面结构和材料类型，消减噪声源的大小，并吸收噪声。
LNAP为空隙率比较大的沥青混凝土，根据国外资料，为了达到良好的降噪性能，其设计空隙率通常为20％～25％。其降噪的原理在于：一方面通过较大的连通孔隙，减轻轮胎/路面的泵吸作用，从而破坏轮胎噪声声源；同时其大孔隙的路面结构改变了噪声的传播途径，吸收了部分噪声。
1、破坏轮胎噪声声源
降噪沥青路面存在较大的空隙，且这些空隙是具有一定全通率的孔，因此，在泵吸效应的第一个过程中，受到挤压的高速气流不会被释放到大气中，而是被压入了路面全通的孔隙中，迅速扩散。从能量的角度看，这些被压缩的高速气流会失掉一部分动能，在这些损失的动能中其中一部分用于在气流穿过空隙时，和空隙壁发生摩擦而转化成热；另一部分用于当空气被绝热压缩，穿过路面材料中的毛细孔并在孔末端被释放时对其做功，因此，降低了声源强度，见图1。

图1 泵吸效应产生机理
2、控制传播途径一吸声机理
当声波入射到多孔隙降噪路面时，由于大空隙率的存在，改变了路面结构的声阻抗，使得反射声通过地面反射后产生较大的相位差，由于多孔隙降噪路面流阻和普通路面相比很小，增加了入射声的透射能力，当透射声到达下层刚性表面时发生二次反射，二次反射声到达路面表层时又发生反射和透射，使得直达声、反射声在受声点由于相位相反而发生剧烈的干涉作用，降低了声源强度，见图2，图3，图4。

图2 多孔降噪沥青路面声传播路径示意图

图3 普通路面声传播路径示意图

图4 多孔降噪沥青路面受声点的入射波、反射波与实际波形对比
从降噪沥青路面的自身材料特性出发，其降噪效果受几方面的因素影响，包括：空隙率、粒径大小与构造深度、路面厚度、沥青胶结料类型。
1 混合料设计方法：

通过对这些因素的分析，基于降噪性能的LNAP沥青混合料应按照如下设计思路：
（1）为了达到良好的降噪性能，LNAP空隙率应＞20%。
（2）考虑我国公路使用环境，对于LNAP13来说，9.5mm通过率应大于50%，使摊铺后路面具有相对较细的表面纹理结构。综合级配对空隙率的影响，考虑设计空隙率要求以及降噪性能要求，借鉴国内外橡胶沥青LNAP沥青路面的经验，提出橡胶沥青降噪路面沥青混合料级配范围如表1所示。
表1 橡胶沥青LNAP13混合料级配范围

2 室内降噪性能验证：

（1）采用阻尼试验，分别测试橡胶沥青LNAP、改性沥青LNAP的阻尼比，验证采用不同沥青时，LNAP混合料的阻尼减振降噪的效果。试验结果如表3所示。
表3 阻尼比测试结果

橡胶沥青多孔隙路面材料的阻尼为5.8%，相比于改性沥青多孔隙路面材料的阻尼5.5%，仍然提高5.4%。相比于改性沥青多孔隙沥青路面材料，橡胶沥青在阻尼减震方面仍然具有一定的优势。
（2）采用驻波管试验，分别测试LNAP、OGFC的吸声系数，验证LNAP与OGFC的吸声特性。3种不同混合料的吸声系数如表4及图5所示，3种材料200~1600Hz的平均吸声系数、400~1600Hz的吸声系数如表5所示。
表4 LNAP13与2个OGFC13级配的1∕3倍频程吸声系数

图5 LNAP13与2个OGFC13级配的吸声系数
从上述图表中可以看出， LNAP13具有明显的吸声系数波峰，同时比OGFC具有更高的吸声系数。因此采用LNAP混合料设计方法和思路，能够获得较好的降噪效果。
3、施工工艺

3.1原路面处理

对洒布粘层后的路面进行了渗水系数检测，粘层洒布后的路面渗水系数较小，能达到密实防水的要求。
3.2施工

混合料出厂温度170℃左右，摊铺温度165℃左右。采用双钢轮进行碾压，合计碾压6遍。具体碾压方案如表6所示。

图6 摊铺与压实

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