细粒式多孔沥青混合料吸声性能研究应用

摘要

随着中国城市化进程的不断发展，交通噪声污染成为各国政府管理部门环境治理工作的主要问题和持续挑战。交通噪声不仅会引起人们情绪波动、心烦以及心理压力，更会增加高血压、心血管疾病发生的风险，危害人们的身体健康。低噪声路面作为一种从轮胎/路面声源处来降低噪声的新型环保路面，同等降噪要求下，相对其他降噪措施具有性价比最高，对周边环境不利影响最小等独特优势，具有极高的研究价值。 本文论述了国内外目前降噪能力显著的几种低噪声沥青路面路面材料结构特点和轮胎/路面噪声主要降噪方法，总结现有的轮胎/路面噪声检测方法，确立了使用小粒径集料使路表纹理平滑来降低轮胎振动噪声，利用大空隙多孔结构增加混合料吸声降噪性能，即混合料具有“细粒式、多孔”特点的研究思路。 为了达到细粒式多孔沥青混合料吸声性能和路用性能兼优的目的，采用粗集料骨架间隙率VCA确定混合料骨架结构、关键筛孔通过率调整目标空隙率、析漏和飞散损失试验确定最佳油石比的方法进行目标配合比设计。 细粒式多孔沥青混合料单因素结果表明各类型的PA10沥青混合料吸声性能优于PA07沥青混合料，增加空隙率（或连通空隙率）显著提升混合料吸声性能，混合料吸声系数峰值对应频率与试件厚度表现出极强的相关性。采用灰色理论对细粒式多孔沥青混合料进行多因素分析显示：多孔沥青混合料吸声系数峰值主要受连通空隙率影响，空隙率或连通空隙率对吸声系数均值影响较大，对多孔沥青混合料以吸声系数峰值为基准的换算降噪水平更多地取决于多孔沥青混合料的空隙率，而不是公称最大粒径和混合料试件厚度。对比研究双层多孔沥青混合料与等厚度单层多孔沥青混合料吸声性能时发现在试验测试频率范围内，空隙率较大的双层多孔沥青混合料会出现“双峰现象”；对于空隙率较小的多孔沥青混合料，双层多孔沥青混合料较等厚度单层多孔沥青混合料吸声性能下降明显。 不同空隙率的PA10沥青混合料路用性能各项指标均表现优良，抗冻性好，加铺PA10多孔磨耗层经计算可减少路表弯沉和基底水平拉应力。在试验段铺筑过程中提出了关键施工工艺，混合料性能和现场检测结果满足规范要求，降噪效果明显。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 低噪声路面研究发展

1.2.2 轮胎/路面噪声主要降噪机理

1.2.3 轮胎/路面噪声检测方法

1.2.4 现阶段低噪声路面降噪存在的问题

1.3 本文研究内容与技术路线

1.3.1 本文研究内容

1.3.2 本文技术路线

2 细粒式多孔沥青混合料配合比优化设计

2.1 原材料性能指标

2.2 目标配合比设计要点

（1）级配分析

（2）粗集料骨架结构确定方法

（3）目标空隙率

2.3 目标配合比设计流程

（1）粗集料骨架结构

（2）目标空隙率

（3）最佳油石比

（4）空隙率（连通空隙率）与油石比的关系

2.4 本章小结

3 细粒式多孔沥青混合料吸声性能研究

3.1 试验设备及原理

3.1.1 试验设备介绍

3.1.2 试验测量原理

3.1.3 试验测量稳定性

3.2 多孔沥青混合料吸声性能单因素研究

3.2.1 公称最大粒径对沥青混合料吸声性能影响

3.2.3 空隙率对沥青混合料吸声性能影响

3.2.4 路面厚度对沥青混合料吸声性能影响

3.3 基于灰色理论的沥青混合料吸声性能多因素分析

3.3.1 灰色理论原理介绍

3.3.2 灰关联分析及结果

3.4 多孔沥青混合料吸声系数与降噪指标换算

3.4.1 吸声系数与降噪指标换算原理

3.4.2 细粒式多孔沥青混合料降噪结果分析

3.5 双层多孔沥青混合料吸声系数层间影响

3.6 本章小结

4 多孔沥青混合料路用性能研究及结构计算

4.1 多孔沥青混合料路用性能及耐久性

4.1.1 多孔沥青混合料高温性能

4.1.2 多孔沥青混合料低温性能

4.1.3 多孔沥青混合料水稳定性能

4.1.4 多孔沥青混合料抗飞散性能

4.1.5 多孔沥青混合料长期老化试验

4.1.6 多孔沥青混合料冻融循环试验

4.2 多孔沥青磨耗层结构模拟计算

4.3 本章小结

5 细粒式多孔沥青混合料工程应用

5.1 试验段概况及生产配合比设计

5.1.1 试验段概况

5.2.2 生产配合比设计

5.2 多孔沥青磨耗层关键施工工艺

5.2.1 混合料温度控制

5.2.2 多孔沥青磨耗层摊铺碾压

5.3 多孔沥青磨耗层性能观测

5.3.1 混合料性能

5.3.2 现场检测结果

5.3.3 多孔沥青磨耗层降噪性能

5.4 试验段观测总结

结论

参 考 文 献

致谢

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