1、OGFC瀝青路面噪音規律分析及降噪性能研究OGFC瀝青路面噪音規律分析及降噪性能研究開級配瀝青磨耗層(OGFC)是一種具有互相連通孔隙的開級配瀝青混合料，其孔隙率到達15%以上，它具有優良的降噪，排水，抗滑等功能，常被業界人士稱為低噪音路面。本文對OGFC路面的噪音規律進展分析，并對其降噪性能進展研究。1低噪音路面的降噪機理分析1.1多孔吸聲材料的吸聲原理多孔吸聲材料內部有很多空隙，空隙間彼此連通，且通過外表與外界相通，當聲波傳到材料外表時，一局部在材料外表反射，另一局部那么通過材料繼續向前傳播，在傳播過程中，聲波引起空隙中的空氣運動，并與空隙內壁發生摩擦，由于粘滯性和熱傳導效應，聲能那么轉換

2、成熱能消耗掉，因此多孔吸聲材料是通過其內部連通空隙吸收了聲能。由此可見，只要材料的外表對外界開孔，且空隙連通，深化材料內部，才能有效吸收聲能。 聲學上可以降低噪聲路面看成是具有剛性骨架的多孔材料。其吸聲機理可以亥姆霍茲共振器來表征圖1，在容積為V的空腔內壁開有直徑為d的小孔，孔頸長為t。當聲波傳到共振器時，小孔孔頸中的氣體在聲波的壓力下，像活塞一樣的往返運動，運動的氣體具有一定的質量，它抗拒由于聲波的作用而引起的運動速度的變化。同時，聲波進入小孔時，由于孔徑壁的摩擦和阻尼，使一局部聲能轉化成熱能消耗掉。當外來聲波頻率與共振器固有頻率一樣時，就發生共振，共振振幅最大，空氣柱往返于孔徑中的速度也最

3、大，摩擦損耗也最大，吸收的聲能也最多。低噪聲瀝青混凝土路面可以看做是多孔共振吸聲構造，并為單孔共振吸聲構造的并聯構造。不同大小的空隙可以組成不同的亥姆霍茲共振吸聲器，多個亥姆霍茲共振吸聲器并聯，就可以吸收不同頻率的聲波。低噪聲瀝青混凝土路面對頻率為2501000Hz的中頻聲交通噪音的主要聲頻范圍具有最大的吸聲系數。研究結果說明，按照亥姆霍茲共振吸聲器計算的結果，與實際測定結果根本吻合，說明低噪聲瀝青混凝土路面的吸聲性能是其降低交通噪音的主要機理之一。2影響低噪音路面降噪的因素2.1理論分析從聲學角度來說，判斷一種材料降噪效果的好壞主要由該種材料的構造特性以及由該種材料所產生的吸聲效果的角度分析

4、。根據圓柱細管和單條窄縫中聲傳播特性的理論，分析提出了由孔隙率Omega;、流阻率lambda;、扭曲因子q2和孔型因子s，四個構造參量來計算吸聲材料波阻抗Zc和傳播常數Kb的公式，即：Zc=R+ Kb2= q2omega;/C021-2lambda;p-1 Tlambda;p-1times;1+2gamma;-1Np1/2lambda;p-1Tlambda;p-1Tz=J1z/J0z Np=Cpeta;/K式中：J0z、J1z分別是零階和一價柱貝塞爾函數；Np-Prandtl數；Cp-空氣的定壓比熱；eta;-空氣的粘滯系數；K-空氣的熱傳導率；gamma;-材料的相對密度；其他符號意思同前

5、。利用聲阻抗率Zc可以求出材料的吸聲系數，當聲波垂直入射到材料外表上時，相應的吸聲系數稱為垂直入射吸聲系數alpha;p。于是有：Zc=r+jxrho;0C0 式中：r-孔的半徑；x-聲傳播的途徑長度。國內外試驗與研究說明，吸聲系數與瀝青混合料的以下性能有關：2.2瀝青混合料的空隙率對吸聲系數的影響瀝青混合料的空隙率包括連通孔隙、半封閉孔隙以及全封閉孔隙圖2所示。前兩個孔隙對降噪起作用，故也稱為有效孔隙，以下文章中所指的孔隙均指有效孔隙，用VC表示。2.3路面厚度對吸聲系數的影響研究說明：剛性背襯吸聲材料的垂直入射吸聲系數隨著厚度的增大而增加，當厚度增加到4cm左右的時候，材料的聲學特性根本上

6、趨于穩定，孔隙率占其主導性的作用。將同一級配瀝青混合料制成厚度不同的試件，測其吸聲系數 。實驗結果說明隨著試樣厚度的增加，吸聲系數峰值所對應的頻率逐漸向低頻挪動。汽車行駛時輪胎與路面互相作用產生的噪音，其峰值頻率，小客車約為8001200Hz,載貨汽車約為600800Hz。所以從降低高速公路或城市快干道上的交通噪聲角度考慮，低噪聲瀝青路面的厚度選取4cm左右為宜。國外試驗研究低噪聲瀝青路面面層厚度不等，主要取決于使用的目的。從降低噪聲和行車平安出發，歐洲通常采用的面層厚度為45cm。2.4瀝青混合料的集料粒徑對吸聲系數的影響通常認為，材料空隙的形狀和構造，如孔徑大小，孔壁的粗糙程度會對材料的吸

7、聲性能產生影響。一般來講，孔徑較細的材料吸聲性能較好，瀝青混合料的空隙構造與碎石顆粒粒徑有關。顆粒粒徑大，空隙的孔徑大，相反，孔徑就小，易生成外表與內部，內部與內部互相聯通的空隙；如細集料較多，會堵塞空隙，吸聲性能會降低。3OGFC與AC、SMA降噪效果的比照3.1 低噪聲瀝青混凝土路面與傳統密級配瀝青混凝土降低噪音示意圖見圖3與圖4：3.2 三種不同路面構造吸聲性能比照為了評價OGFC 、 AC 、SMA三種不同構造的路面材料吸聲性能，選取三種路面材料的組成以及物理參數見表2：不同路面構造在不同頻率下的吸聲系數見表3：試驗結果說明，三種路面構造的吸聲性能依次為：低噪聲瀝青混凝土路面OGFC優

8、于瀝青馬蹄脂路面SMA,瀝青馬蹄脂路面SMA優于普通AC路面。4瀝青路面降噪音的主要措施噪聲污染是一種物理性的污染，它的特點是局部性和沒有后遺癥。噪聲在環境中只是造成空氣物理性質的暫時變化，噪聲源的聲輸出停頓以后，污染立即消失，不留下任何剩余物質。噪聲的防治主要是控制聲源的輸出和聲的傳播途徑，以及對承受者進展保護。顯然，如條件允許，首先在聲源處降低噪聲是最根本的措施。國際上常用的降噪措施有以下幾個：4.1改善路面構造來降低交通噪音，主要用低噪聲瀝青混合料路面；4.2建造聲屏障；4.3種植綠化林帶，噪音從綠化林帶中間穿過時，聲音反射到各處的莖、花、葉上被局部植物和其他障礙物吸收，然后轉變成其他能量形式，通過這一過程使聲音擴散而削弱。5結論5.1分析低噪聲瀝青混凝土試樣吸聲系數與孔隙率以及頻率的互相關系，得出如下結論：5.1.1噪聲瀝青混凝土試樣的吸聲系數與材料的孔隙率以及頻率相關； 5.1.3孔隙率的增大，低噪聲瀝青混凝土試樣的吸聲系數的峰值增大，且峰值對應的吸聲頻率向高頻擴展；5.1.4不同孔隙低噪聲瀝青混凝土試樣的吸聲系數低頻差異不是很大，