縣道路面噪聲緩解技術(shù)研究論文
摘要：從生態(tài)環(huán)境角度看，噪聲是公路沿線環(huán)境污染的重要不利因素之一。國(guó)內(nèi)外許多專家從上世紀(jì)60年代即開(kāi)始研究緩解噪聲的措施并取得了一定的效果。本文針對(duì)縣道公路的具體特點(diǎn)，分析噪聲產(chǎn)生的原因后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(chǔ)上對(duì)縣道路面施工、養(yǎng)護(hù)有一定參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：縣道；路面噪聲；緩解技術(shù)
公路的生態(tài)環(huán)境研究正日益得到人們的關(guān)注。其中噪聲是影響環(huán)境保護(hù)的重要不利因素之一。國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者在上世紀(jì)六十年代就開(kāi)始了這項(xiàng)研究工作。他們?cè)诘缆饭こ汰h(huán)境保護(hù)方面采取了多種措施，從設(shè)置路側(cè)隔音板、吸聲墻,栽樹(shù)和植灌木，到改進(jìn)路面結(jié)構(gòu)，各種技術(shù)、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(guān)系；譚偉等（2008）也論證了輪胎/路面的噪聲機(jī)理與降噪技術(shù)；孫立軍(2007)從道路路面平整度實(shí)驗(yàn)考察噪音緩解；潘瓊等（2007）從路面材料出發(fā)研究緩解噪聲的技術(shù)；林怡（2008）研究了噪聲的聲屏障緩解技術(shù)等。但是總體來(lái)看，針對(duì)城市道路和高速公路的研究占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而針對(duì)縣道特點(diǎn)的噪聲緩解技術(shù)研究還相當(dāng)缺乏，因此，本文針對(duì)縣道的具體特點(diǎn)，從噪聲產(chǎn)生根源分析解決的具體辦法。
1縣道特點(diǎn)和噪聲的產(chǎn)生
縣道噪聲研究長(zhǎng)久以來(lái)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(lái)隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化的進(jìn)程和縣道、鄉(xiāng)道“村村通”工程的推進(jìn)，農(nóng)村居民沿公路兩側(cè)聚居的趨勢(shì)愈加明顯，加上長(zhǎng)期忽視，使縣道噪聲污染問(wèn)題日益顯著。
從噪聲控制系統(tǒng)來(lái)看，噪聲的生成到污染需要經(jīng)過(guò)三個(gè)環(huán)節(jié)：
公路噪聲是隨車輛行駛產(chǎn)生的。路面產(chǎn)生噪聲的因素有兩個(gè)：車輛驅(qū)動(dòng)噪聲和滾動(dòng)噪聲。驅(qū)動(dòng)噪聲由鑲砌石塊的道路和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)出；滾動(dòng)噪聲由車輪和行車道的相互作用產(chǎn)生。但是車輛在加速行駛時(shí),滾動(dòng)噪聲常被驅(qū)動(dòng)噪聲所掩蓋達(dá)，尤其是縣道的載貨汽車遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于小型汽車、客車，其噪聲污染呈逐漸增加趨勢(shì)。降低由車輛發(fā)動(dòng)機(jī)引起的驅(qū)動(dòng)和滾動(dòng)噪聲,從技術(shù)上可以采取三種措施：汽車動(dòng)力設(shè)計(jì)中的措施、汽車輪子生產(chǎn)中采取的措施，和公路設(shè)計(jì)中的措施。汽車設(shè)計(jì)方面應(yīng)考慮密封車輛發(fā)動(dòng)機(jī),使聲音與外界隔絕。縣道管理部門應(yīng)與交通管理部門、技術(shù)監(jiān)督部門協(xié)作，對(duì)農(nóng)用小型載貨汽車和重型載貨汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)、改裝進(jìn)行規(guī)范。雖然汽車輪胎也是一方面的誘因，但考慮減小驅(qū)動(dòng)和滾動(dòng)產(chǎn)生的噪聲源問(wèn)題不是減噪的`關(guān)鍵技術(shù)所在,目前應(yīng)著重于路面結(jié)構(gòu)的研究。從道路路面角度研究噪聲緩解技術(shù),會(huì)加速問(wèn)題的解決。
2路面結(jié)構(gòu)研究
緩解公路噪聲應(yīng)從改進(jìn)路面結(jié)構(gòu)型式、改善路面材料成分入手。施工實(shí)踐及研究證明，噪聲問(wèn)題集中于路面結(jié)構(gòu)層表面。浦增鈴，林正清(1988)根據(jù)德國(guó)學(xué)者的研究成果，提出以透水地瀝青混合料來(lái)修筑低噪聲路面，從厚度、石料屑和排水溝設(shè)計(jì)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(chǎn)生的原因，提出了六個(gè)降低噪聲的施工技術(shù)，本文立足其研究成果，結(jié)合縣道特點(diǎn)，總結(jié)五條技術(shù)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(gòu)造。配以高含量硅質(zhì)砂,形成防滑性好、噪聲低且經(jīng)久耐磨的雙層混凝土路面。下層混凝土采用普通集料,僅在表層采用優(yōu)質(zhì)小粒徑集料和高含量硅質(zhì)砂。鄭木蓮（2006）研究證實(shí)了多孔混凝土的強(qiáng)度，本文認(rèn)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(shí)驗(yàn)室研究證明，混入相變材料的混凝土可調(diào)節(jié)路面溫度、形變阻力和耐磨強(qiáng)度等，減少維修。日本、德國(guó)等國(guó)家將橡膠粉加入水泥混凝土中,用于鐵路軌枕收到很好的效果,不僅極大地減少了震動(dòng)、降低了噪音,還延長(zhǎng)了混凝土使用壽命,增加了安全性。根據(jù)聲學(xué)中能量消耗降噪原理,通過(guò)摻加顆粒橡膠或其他聚合物高分子材料來(lái)改進(jìn)水泥混凝土結(jié)構(gòu),以降低其彈性模量,使混凝土具有半柔性,從而達(dá)到減振、降噪的目的。
2.3集料
外露集料表面具有隨機(jī)凸起的特點(diǎn),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(gòu)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(duì)于理想平面的豎向偏差,這種偏差影響到車輛動(dòng)力特性、行駛質(zhì)量、路面荷載及排水。鑒于路面平整度與噪聲的正相關(guān)性，不論是瀝青還是水泥混凝土的路面設(shè)計(jì)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(gòu)造、防滑槽式構(gòu)造斷面形狀看作一種波譜，構(gòu)造波長(zhǎng)的減少和波幅的增加可減小輪胎振動(dòng)并形成有吸收噪聲效果的多孔性表面,聲學(xué)效果會(huì)更好。改進(jìn)施工工藝、提高平整度和改善接縫施工水平,采用小粒徑集料,以降低宏構(gòu)造，使波長(zhǎng)大于10mm的表面構(gòu)造深度盡可能小,波長(zhǎng)小于10mm的表面構(gòu)造深度盡可能大。設(shè)計(jì)中，表層混凝土的塑性不能太高，用黃麻布或塑料掃帚對(duì)路面進(jìn)行拉毛所形成的各種縱向結(jié)構(gòu),能夠形成迥然不同的紋理,取代了橫向拉毛,對(duì)噪聲緩解也是非常明顯的。
2.5造設(shè)置
彭良濤（2007）等還提出，不同的構(gòu)造技術(shù)會(huì)產(chǎn)生不同的聲譜,即使總噪聲級(jí)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(shí)的混凝土表面設(shè)置間距小于13mm、不等距、斜向粗構(gòu)造,以改變聲譜,消除聲譜中的峰值,從而降低噪聲。同時(shí)形成良好的排水通道,減少濺水和噴霧,進(jìn)而減小水壓力噪聲。
3結(jié)語(yǔ)
從路面結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)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(guó)是水泥產(chǎn)量世界名列前茅的國(guó)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(duì)于發(fā)展農(nóng)村道路運(yùn)輸和推動(dòng)新農(nóng)村經(jīng)濟(jì)建設(shè)都具有十分重要的作用，而研究縣道的噪聲緩解技術(shù)對(duì)和諧新農(nóng)村的建設(shè)也具有同樣重要的意義。
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