微表处降噪技术研究

方鹏程

(重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074)

1 引言

微表处是一种路面预防性技术，由改性乳化沥青、集料、填料、水、外加剂按照一定的配比拌合而成，运用专门的摊铺机械进行原路的摊铺。由于其修补过程中不用封闭交通，且微表处具有较好的防水，耐磨的特性，在道路的修补过程中占有举足轻重的位置。虽然微表处技术有很多优点，但是，微表处路面行车产生的噪音使得路上驾车的司机和乘客都会有不适的感受，同时道路附近的居民的生活也会受到影响，我们需分析出微表处噪音大的原因，有效的进行控制，一定程度上减少噪音污染，使得微表处技术对环境的噪音污染最小化。

2 研究现状

根据国内外研究现状，微表处路面的构造深度与车内的噪音成正比例关系，构造深度大会使得产生的噪音也变大，级配是微表处路面车内噪音有关的因素，需控制微表处中粗骨料的使用比例，适当增加小粒径的矿料。通过纤维对改良微表处混合料的性能角度进行试验研究，发现纤维对微表处的路用性能具有改良的效果。对微表处噪音问题进行分析，从沥青的用量、集料、施工工艺的角度分别研究噪音偏大的机理，从而调整油石比、添加胶粉，从而能解决车内噪音。

3 微表处噪音机理分析

本节通过对微表处的路面的特点以及路面噪声产生的机理进行分析。

车内噪音根据目前的研究总结出两点。第一点，是由于车辆行驶过程中车辆的传动结构，发动机的运作以及由于路面不平整所带来的震动。第二点，路面的原因，由于轮胎与路面接触时产生的相互作用所带来的噪音。而我们主要考虑第二点。第一，路面的空隙会在汽车行驶过，车尾会形成相应的快速吸气所产生的力以及车辆行驶过后挤压缝隙中的空气所产生的噪音。第二，由于车辆为争强抗滑性能时的凹凸不平的轮胎，与地面接触通过传导也会产生一定的噪音。从以上来两点可以得出路面的空隙率对噪音的影响。路面为大空隙率时，车辆行驶过后，压缩的气体是远远大于所牵引出的气体，从而减少噪音[1，2]。

透水型沥青路面 OGFC 混合料内部具有大量的小孔，这些小孔相互连通并直接通向材料表面。当声波入射到这种开孔材料表面时，一部分声波会透入材料内部，另一部分声波在材料表面反射。透入材料内部的声波在缝隙和小孔中传播时，空气运动会产生黏滞和摩擦作用，同时小孔中空气受压缩时温度升高，空气稀疏时温度降低[3]。由于材料具有热传导效应，所以产生的热量被材料吸收，使声能逐渐转变成热能而消耗，并且这种能量的转变是不可逆的，因此产生了吸声作用[4]。

4 微表处降噪方法研究

(1)集料中的粗集料针片状的含量过大时，会导致微表处摊铺时有些石料会阻碍缝隙的闭合。从而在微表处位置形成凸起的形状，小形状的石料摊铺时如果没有形成堆积的形态，就会形成一定的凹陷，汽车其实过程中起到摩擦过大的作用，从而形成噪音。因此我们可以减少针片状的石料。

(2)当微表处的摊铺是在不封闭交通的情况下进行的，故在微表处摊铺后，没有进行一定的碾压就开放交通，其目的是为了让过往的车辆进行碾压，此时就会在表面产生凸起或者凹陷的地方进行碾压，便会产生噪音。

(3)乳化沥青的拌合时间会影响微表处沥青混合料的和易性。和易性不好的沥青会影响沥青摊铺时的平整度，在摊铺的路面形成相应的横纵向纹理，从而影响路面的行驶的噪音。

下面将对微表处所采用的材料进行分析

(1)矿料及矿料级配。微表处作为修补路面破损的路面表层，要考虑其抗滑性能，耐磨性以及耐久性。矿料中的粗骨料作为骨架的支撑，特别是公称最大粒径会影响沥青摊铺的厚度，从而我们必须考虑微表处矿料的耐磨性能。同样，细集料的考虑也要考虑这一点，还要考虑细集料的粘结性。

(2)填料。填料的作用主要是，第一点，用于填补缝隙，起到调节混合料级配的问题以及减轻集料的离析。第二点，填料的加入会有效的提高强度，微表处填料可采用矿粉，橡胶粉，矿粉等。

(3)改性乳化沥青。改性乳化沥青做为微表处的粘结材料，它主要影响封层的质量。改性乳化沥青主要是由沥青，水，乳化剂，高分子聚合物，改性剂加工而成的乳化沥青。它能够提高粘结性，低温延度。

在微表处中加入橡胶粉可增强路面弹性，提高轮胎在路面上振动时的衰减系数，有效吸收轮胎的冲击力。从减震的角度来讲，阻尼是将机械振动的能量转变成热能等其他可损耗的能量，从而达到减震降噪的目的。采用添加胶粉而增加材料的阻尼从而降低噪音的机理在于两个方面：减弱路面结构振动的强度。当汽车发生振动时，起振动能量传递给路面表层的阻尼材料，引起阻尼材料内部的摩擦和相互错动，由于阻尼材料的内损耗、内摩擦大，使得相当一部分的轮胎振动能量被损耗而被变成热能散掉，减弱了轮胎的车体的振动辐射的能量，达到控制噪音的目的。

5 结语

本文分析微表处噪音产生的机理原因分析以及目前国内针对微表处噪音而整理出来的方案，后期的工作需通过微表处配合比的继续优化以及完善微表处施工质量控制的指标。同时在现场施工的同时应适时对微表处混合料材料组成设计进行继续优化。