深圳清水河沥青路面施工公司-罗湖油沙路承包

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沥青混合料相关的影响因素

沥青混合料相关的影响因素主要包括集料类型、沥青来源、混合料级配类型、最大公称粒径、表面纹理、厚度等，以下对这些因素进行讨论。

原材料类型

探讨集料类型和基质沥青来源的研究较少，研究者指出这２个因素对橡胶沥青路面降噪效果没有显著影响。Ｗｉｎｒｏｔｈ等讨论了集料微观纹理对交通噪音的影响，认为增加的微观纹理会增加摩擦，因此界面黏滑运动增加，但是由于接触面积减少，导致黏结运动减少。另外，不同的沥青与集料之间黏附性能不同，导致不同的沥青膜厚度和不同的沥青－集料胶浆的特性。但是总体而言，集料类型和沥青来源不能直接影响降噪效果。

级配类型

根据沥青混合料所用矿料的级配类型，可以分为连续密级配沥青混合料（如ＡＣ）、开级配沥青混合料（如ＯＧＦＣ）和间断级配沥青混合料（如ＳＭＡ）。研究者对这几种类型下的橡胶沥青混合料进行了广泛研究。不同级配类型导致不同的构造深度和空隙率，构造深度越大，空隙率越大，路面的吸声降噪效果也就越好。因此，多孔沥青路面（开级配）的降噪效果优于骨架密实型（间断级配），而普通沥青路面（连续密级配）最差。橡胶颗粒骨架密实型路面是指在借鉴沥青玛蹄脂碎石（ＳＭＡ）配合比的基础上，在矿物质混合料中掺加一定量的橡胶颗粒，以增加沥青混合料的弹性和阻尼性能，从而降低动态模量，通常称为ＳＤＧＰ混合料（ＳｋｅｌｅｔｏｎＤｅｎｓｅ－ｇｒａｄｅｄＮｏｉｓｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎＰａｖｅｍｅｎｔ）。这种类型的混合料主要通过吸收轮胎振动和冲击能量降低路面行驶噪声，具有减小轮胎－路面泵吸噪声和阻尼减振降噪的双重效果。道路测试结果表明，对于车速为４０～８０ｋｍ·ｈ－１的小汽车来说，与普通沥青混凝土（ＡＣ）相比，掺橡胶颗粒骨架密实型降噪路面的噪声降低了２～３ｄＢ（Ａ），而ＯＧＦＣ路面的降噪效果表现要更好，不过从整体路用性能来看，特别是力学性能方面，橡胶沥青路面要比ＯＧＦＣ路面强很多。Ｋｅｈａｇｉａ等也得到相似的结论，即密实型橡胶沥青路面在降低噪音方面优于普通沥青路面，差异为１～３ｄＢ（Ａ）。温学钧等研究发现，在骨架密实型沥青混合料中掺入等质量不同粒径的橡胶颗粒后，其在空隙率影响下的吸声降噪效果均在０．８４ｄＢ（Ａ）左右。Ｍｅｉａｒａｓｈｉ等测试了多孔排水沥青路面的噪音减弱程度，对比了其与密级配沥青路面，结果表明两者相比之下，小汽车的噪音降低为１．０～７．０ｄＢ（Ａ），轻载货车为３．０～４．０ｄＢ（Ａ），大货车为４．０～６．０ｄＢ（Ａ）。乐兴堃等研究发现大孔隙橡胶沥青混合料在频率为４００～１７００Ｈｚ之间时吸声效果较好，在频率为１０００Ｈｚ时吸声系数达到０．５２，说明大孔隙橡胶沥青混合料具有良好的吸声效果，而且这种橡胶沥青路面材料能够有效降低阻尼振动和空气泵吸作用，提升路面降噪性能。

最大公称粒径

最大公称粒径控制了沥青路面集料的尺寸、摊铺厚度以及表面纹理，本节仅对最大公称粒径对降噪的影响做出阐述，而后几节将分别阐述厚度与表面纹理的影响。总体而言，目前对轮胎／路面噪音的研究很大一部分集中在对最大公称粒径的影响上。研究认为路面粗糙度（微观和宏观纹理）受到最大公称粒径的影响，而后者对降噪效果有显著影响，并且提出低噪音的条件是路面采用小的集料尺寸和光滑的表面，因为较小的集料尺寸减小了噪音的产生，而光滑的表面降低了摩擦产生的噪音。Ｍｅｉａｒ－ａｓｈｉ等研究发现，当最大公称粒径从１３．０ｍｍ减小到１０．０ｍｍ，噪音显著减小，对于小汽车噪音降低程度为１．０～３．０ｄＢ（Ａ）；对于轻货车噪音降低程度为０～１．０ｄＢ（Ａ）；对于重载货车为１．０～２．０ｄＢ（Ａ）。这主要是由于较小的集料尺寸会使得轮胎产生较小的变形，泵入较少的空气，轮胎和路面之间将会面临更少的挤压从而减少压力的变化，以此来降低噪音。另外，也可以通过矿料的细度模量来衡量降噪水平，细度模量越高，混合料越粗，产生的噪音也越大。此外，也可以采用关键筛孔尺寸作为指标，例如随着４．７５ｍｍ筛孔通过率的不断增加，沥青混合料构造深度随之降低，噪声递减声压级和声强级也逐渐增加。尽管上述最大公称粒径的规律对于橡胶沥青路面和非橡胶沥青路面都存在，但是对于目数较大的橡胶沥青需要在级配设计时作为矿料的一部分进行考虑，并且需要通过试验检验吸声效果。

空隙率和空隙尺寸

空隙率由级配类型反映，一般而言空隙率在１０％以内为密级配沥青混合料，而１５％以上为多孔沥青混合料。就降噪效果而言，空隙率越大降噪效果越好，但是要对长期服役期间的耐久性问题进行考虑。此外，根据美国克莱姆森大学的研究报告，当空隙率相同时，随着空隙尺寸的减小，空隙的有效表面积增加，当声音通过空隙传播时，通过较小空隙尺寸的能量损失要大于通过较大空隙尺寸所造成的能量损失。因此，只要沥青混合料的空隙具有相当的渗透性，那么包含更小的空隙的吸声就会比包含更大的空隙的吸声大得多，从而导致吸声系数增加。

劲度模量

Ｗａｙ等认为路面劲度模量或刚度的大小对噪音的产生有影响，但这方面的研究仍存在争议。有学者采用了多孔弹性路面（ＰｏｒｏｕｓＥｌａｓｔｉｃＲｏａｄＳｕｒｆａｃｅ，ＰＥＲＳ）技术将胶粉通过聚氨酯黏结，研究表明这种技术在某些程度上可以降低噪音超过１０ｄＢ（Ａ），这主要是由于其集料尺寸较小，劲度模量低所导致的。沥青混合料的弹性可以通过加入橡胶粉来提升，一般情况下，普通沥青混合料的压缩模量为１２００～１６００ＭＰａ，而橡胶沥青路面的压缩模量为１０００～１２００ＭＰａ，由此可见，橡胶沥青路面增强了阻尼减振功能，达到降低交通噪声的目的。

表面构造

表面构造与纹理是影响橡胶沥青路面降噪效果的直接因素，一般而言沥青混合料中的空隙构造与矿料粒径有关，级配中矿料的最大粒径不同，会使表面纹理出现显著的差异。矿料颗粒的粒径越大，混合料中空隙的孔径也就越大。在空隙率和构造深度差别不大的条件下，集料粒径较小的混合料容易产生更多连通的细微空隙，进而显著提升了路面的吸声性能。同时，路面具有丰富的表面纹理还可以有效降低泵吸噪声。普渡大学安全安静和耐久路面研究中心指出，带有特征长度小于１０ｍｍ的凹纹理倾向于减少噪音，而其他尺寸和类型的纹理会增加噪音。密实型沥青混合料纹理形式属于正宏观纹理，这种纹理结构不仅有助于排泄水流，同时还能够有效排泄气流。而凸宏观纹理是正宏观纹理中一种有效的降噪纹理。经研究，国外学者认为纹理在０．４ｍｍ左右能够获得较好的降噪效果。更深入的研究认为路面粗糙程度和轮胎噪音有很强的相关性，但这种关系与频率有关，该临界频率称为交叉频率，研究指出最大正相关范围在４００～５００Ｈｚ和６３～８０ｍｍ粗糙度波长，而最大负相关在２５００～８０００Ｈｚ和２～３．２ｍｍ粗糙度波长，例如对于光滑平面，受到高频组合的影响，路面对于货车很安静而对于小汽车就很吵。Ｓｔａｉａｎｏ等研究认为对于普通沥青混凝土路面，越粗糙的表面在低频下增加噪音而在高频下减少噪音，然而多孔沥青路面（ＯＧＦＣ）在２种情况下均降低噪声。虽然新建路面的这种表面空隙和腔体纹理相对发达，但是随着路面的使用，路面纹理和空隙因脏物堵塞和路面压实等原因，材料吸声性能将大大减弱，因此耐久性差是大孔隙橡胶沥青路面的最大缺陷之一。

路面厚度

路面厚度与材料级配类型以及声音吸收的频率有关。Ｍｅｉａｒａｓｈｉ等研究发现随着路面厚度增加，对于小汽车和轻卡来说噪音降低，但是对于重型卡车效果不明显。Ｈａｎｓｏｎ等建议使用厚的多孔沥青路面来降低噪音的产生。Ｓａｎｄｂｅｒｇ等将路面厚度与空气阻力结合，认为厚度控制了声音吸收的峰值频率，为了将峰值吸收频率降到最低值，应减少铺面厚度，因此在特定峰值频率１０００Ｈｚ下，建议采用３２～５０ｍｍ的路面厚度。美国克莱姆森大学的研究报告指出对于橡胶沥青路面在最佳厚度下能够提供最高的吸声系数。尤其是对于多孔沥青路面，厚度的影响在于吸收峰值频率的变化，而不是噪音吸收系数值的变化。在低频范围内，吸声系数随着路面厚度的增加而减小，因为低频具有更长的波长。低频声音比高频声音更能够通过厚的路面。因此，这表明为了实现最大的吸收系数，路面厚度需要根据设计车速进行考虑。建议在低频峰值吸收情况下，橡胶沥青混合料具有最大吸声系数的最佳厚度为６４ｍｍ，最低吸声系数的最佳厚度为４４ｍｍ。另外，其他研究者也给出了不同的解释，Ｓａｎｄｂｅｒｇ等认为较厚的路面会导致灰尘需要更多时间才能聚集在空隙中，对于大孔隙沥青路面有利。Ｏｎ－ｇｅｌ等提出使用高性能混合料如橡胶沥青混合料能够减少路面厚度，节约造价。Ｗａｎｇ等研究表明，虽然增加材料的厚度可以提高噪音的降低水平，但这种改善幅度对于０．１５ｍ或者更厚的面层来说效果不明显。

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