縣道路面噪聲緩解技術研究論文
縣道路面噪聲緩解技術研究論文
摘要：從生態環境角度看，噪聲是公路沿線環境汙染的重要不利因素之一。國內外許多專家從上世紀60年代即開始研究緩解噪聲的措施並取得了一定的效果。本文針對縣道公路的具體特點，分析噪聲產生的原因後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上對縣道路面施工、養護有一定參考價值。
關鍵詞：縣道；路面噪聲；緩解技術
公路的生態環境研究正日益得到人們的關注。其中噪聲是影響環境保護的重要不利因素之一。國內外許多專家學者在上世紀六十年代就開始了這項研究工作。他們在道路工程環境保護方面採取了多種措施，從設定路側隔音板、吸聲牆,栽樹和植灌木，到改進路面結構，各種技術、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係；譚偉等（2008）也論證了輪胎/路面的噪聲機理與降噪技術；孫立軍(2007)從道路路面平整度實驗考察噪音緩解；潘瓊等（2007）從路面材料出發研究緩解噪聲的技術；林怡（2008）研究了噪聲的聲屏障緩解技術等。但是總體來看，針對城市道路和高速公路的研究佔絕對優勢，而針對縣道特點的噪聲緩解技術研究還相當缺乏，因此，本文針對縣道的具體特點，從噪聲產生根源分析解決的具體辦法。
1縣道特點和噪聲的產生
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。但是近年來隨著農村城鎮化的程序和縣道、鄉道“村村通”工程的推進，農村居民沿公路兩側聚居的趨勢愈加明顯，加上長期忽視，使縣道噪聲汙染問題日益顯著。
從噪聲控制系統來看，噪聲的生成到汙染需要經過三個環節：
公路噪聲是隨車輛行駛產生的。路面產生噪聲的因素有兩個：車輛驅動噪聲和滾動噪聲。驅動噪聲由鑲砌石塊的道路和發動機轉動發出；滾動噪聲由車輪和行車道的相互作用產生。但是車輛在加速行駛時,滾動噪聲常被驅動噪聲所掩蓋達，尤其是縣道的載貨汽車遠遠多於小型汽車、客車，其噪聲汙染呈逐漸增加趨勢。降低由車輛發動機引起的驅動和滾動噪聲,從技術上可以採取三種措施：汽車動力設計中的措施、汽車輪子生產中採取的措施，和公路設計中的措施。汽車設計方面應考慮密封車輛發動機,使聲音與外界隔絕。縣道管理部門應與交通管理部門、技術監督部門協作，對農用小型載貨汽車和重型載貨汽車的發動機維護、改裝進行規範。雖然汽車輪胎也是一方面的誘因，但考慮減小驅動和滾動產生的噪聲源問題不是減噪的`關鍵技術所在,目前應著重於路面結構的研究。從道路路面角度研究噪聲緩解技術,會加速問題的解決。
2路面結構研究
緩解公路噪聲應從改進路面結構型式、改善路面材料成分入手。施工實踐及研究證明，噪聲問題集中於路面結構層表面。浦增鈴，林正清(1988)根據德國學者的研究成果，提出以透水地瀝青混合料來修築低噪聲路面，從厚度、石料屑和排水溝設計等方面緩解噪聲。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生的原因，提出了六個降低噪聲的施工技術，本文立足其研究成果，結合縣道特點，總結五條技術方案。
2.1多孔混凝土
小粒徑集料(＜10mm)可減少混凝土路面宏構造。配以高含量矽質砂,形成防滑性好、噪聲低且經久耐磨的雙層混凝土路面。下層混凝土採用普通集料,僅在表層採用優質小粒徑集料和高含量矽質砂。鄭木蓮（2006）研究證實了多孔混凝土的強度，本文認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
實驗室研究證明，混入相變材料的混凝土可調節路面溫度、形變阻力和耐磨強度等，減少維修。日本、德國等國家將橡膠粉加入水泥混凝土中,用於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。根據聲學中能量消耗降噪原理,透過摻加顆粒橡膠或其他聚合物高分子材料來改進水泥混凝土結構,以降低其彈性模量,使混凝土具有半柔性,從而達到減振、降噪的目的。
2.3集料
外露集料表面具有隨機凸起的特點,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於理想平面的豎向偏差,這種偏差影響到車輛動力特性、行駛質量、路面荷載及排水。鑑於路面平整度與噪聲的正相關性，不論是瀝青還是水泥混凝土的路面設計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造、防滑槽式構造斷面形狀看作一種波譜，構造波長的減少和波幅的增加可減小輪胎振動並形成有吸收噪聲效果的多孔性表面,聲學效果會更好。改進施工工藝、提高平整度和改善接縫施工水平,採用小粒徑集料,以降低宏構造，使波長大於10mm的表面構造深度儘可能小,波長小於10mm的表面構造深度儘可能大。設計中，表層混凝土的塑性不能太高，用黃麻布或塑膠掃帚對路面進行拉毛所形成的各種縱向結構,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造設定
彭良濤（2007）等還提出，不同的構造技術會產生不同的聲譜,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。在密實的混凝土表面設定間距小於13mm、不等距、斜向粗構造,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,進而減小水壓力噪聲。
3結語
從路面結構和施工技術方面入手,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,對於發展農村道路運輸和推動新農村經濟建設都具有十分重要的作用，而研究縣道的噪聲緩解技術對和諧新農村的建設也具有同樣重要的意義。
參考文獻:
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