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降噪沥青路面 保持性能有诀窍
已阅:294  2017-7-19 21:40:59

检测拖车在实际运营的高速公路上进行“轮胎—路面”噪声测试。

降噪沥青路面是降低公路交通噪声的主要措施之一。近年来,我国在部分高速公路上铺设了这种路面。

降噪沥青路面的声学耐久性如何?声学性能、路面性能随路龄增长有何变化?为了解开这些谜题,近日,交通运输部公路科学研究院(简称部公路院)以淮徐高速公路、宁杭高速公路、盐靖高速公路、沿海高速公路为依托,在国内首次采用路面噪声检测拖车在实际运营的高速公路上进行了“轮胎—路面”噪声测试。

记者采访了部公路院公路交通环境工程研究中心副主任魏显威、副研究员袁旻忞,部公路院公路工程研究中心副主任曹东伟、副研究员李明亮,了解测试结果和保持降噪沥青路面声学性能的方法。

失效原因 孔隙堵塞 沥青膜磨损

“降噪沥青路面上布满孔隙,利用多孔吸声原理实现降噪,所以孔隙率是影响降噪沥青路面声学性能的首要因素。”魏显威说。此外,使用过程中,公路表面沥青膜的磨损、细集料脱落等因素会增大公路表面粗糙度,从而增加轮胎振动引起的噪声。

李明亮组织了降噪沥青路面降噪理论及室内外试验研究,在不同材料、结构形式的降噪沥青路面上开展了“轮胎—路面”噪声检测对比,还与密级配沥青路面等路面形式比较,测试了不同使用年份(1年、2年、5年、10年)、不同车道(重车道、行车道、超车道)以及不同车速(60公里/小时、80公里/小时、100公里/小时)下降噪沥青路面的降噪效果。

从检测结果来看,随着路面使用年份的增长,由于孔隙堵塞、沥青膜磨损等原因,降噪效果会下降。对于同一年修筑的路面,孔隙率较大的路段降噪效果好于孔隙率偏小的路段。采用了胶轮碾压的路面,由于表面宏观构造深度相对较小,与仅采用钢轮碾压的路面相比,降噪效果有所提高。

延寿良方 巧用雨水冲刷和轮胎泵吸

从延长降噪沥青路面的声学寿命出发,在使用范围上,我国南方等降水量大的地区,高速公路及交通量大的公路更适合铺设降噪沥青路面。“雨水冲刷可以起到清洁路面的作用,有助于保持孔隙率。”袁旻忞说。据曹东伟介绍,高速公路车流量大,车辆行驶时轮胎的泵吸作用会将路面上的灰尘、细小颗粒物吸起,从而使孔隙保持清洁。如江苏沿海高速公路车流量大,降噪沥青路面使用了近11年,虽然没有进行过任何清洗,但路面孔隙基本没有堵塞,仍保持着良好的降噪效果。此外,超车道车辆行驶速度快、泵吸作用强,所以路面降噪性能保持得比行车道好。

“路面的结构和材料,设计、施工、养护情况都会影响降噪沥青路面的声学和结构寿命。”魏显威说。

曹东伟告诉记者,多孔结构导致降噪沥青路面更易发生结构性损坏。为了确保路面结构耐久性和降噪性能,必须做到精心设计、认真施工、严格管理。集料的强度以及针片状、专用沥青的动力黏度和黏韧性等技术指标非常关键,根据道路等级和交通荷载水平优化设计混合料配比也是重要环节。如果考虑降噪情况,碾压工艺可采用钢轮与胶轮结合的方式,保证降噪沥青路面的孔隙率达到设计文件要求,防止由于过压造成孔隙率偏低等情况的出现。同时,施工过程中要保证检测频次,采用专用设备对路面降噪功能进行检测,根据检测结果动态调整施工过程。

养护阶段,应及时进行孔隙清洗,保持孔隙畅通。曹东伟告诉记者,从保持良好降噪性能出发,使用5年至8年后,可根据公路表面技术状况进行预防性养护,洒布专用养护剂。目前,我国已开发出相关的清孔技术和设备,但由于数量较少、便捷性有待提升,还未全面应用于降噪沥青路面的日常养护。

推而广之 技术已成熟 标准需完善

降噪沥青路面在我国虽有十多年的使用历史,但铺设使用的降噪沥青路面至今不到300公里。

“目前,有很多地方都对降噪沥青路面表现出兴趣,但是使用、推广起来还存在难度。”曹东伟说,“结构耐久性、功能持续性、建设成本是大家普遍担忧的问题。”据了解,部公路院针对降噪沥青路面技术开展了近15年的研究和应用,已形成了涵盖设计、施工、养护以及检测的成套技术,并在江苏、四川、江西、安徽、河北、湖南、广西、重庆等省市铺筑了实体工程。目前,我国降噪沥青路面技术已成熟可靠,适应我国重载交通条件和高温气候条件,耐久性良好,安全、降噪等性能突出。

至于成本,虽然降噪沥青路面材料的单价高于传统路面材料,但大孔隙结构可节省部分材料,部公路院的技术方案已使降噪沥青路面的成本较SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)路面减少5%至10%,相当于每公里节省10万元。

缺少标准规范是目前降噪沥青路面推广难的原因之一。据魏显威介绍,部公路院此次测试的目的就是研究降噪沥青路面性能指标对交通噪声的影响规律,建立降噪沥青路面性能指标与交通噪声之间的关系,形成降噪沥青路面性能的综合评价方法。此研究是从环保角度对路面性能进行评价的一个补充,为建立基于环境保护的低噪声路面标准和检测方法、降噪沥青路面设计、养护技术规程提供理论基础和技术支持。

除此以外,推广降噪沥青路面需要体制、机制的支持。据了解,目前日本高速公路全部使用降噪沥青路面,这和日本政府的强制性措施直接相关;荷兰90%以上的高速公路采用降噪沥青路面,也是为满足降低噪声的强制要求。“考虑到安全、环保因素,强制推广在我国不是没有可能,但必须慎重。”曹东伟说,“我们提倡自发推广、自主应用。”部公路院成立了专门的技术团队,依托院属企业中路高科交通科技集团,携手中建路桥集团、中交第一公路工程局等大型国有企业,为应用降噪沥青路面的工程提供8年至10年的质保期。

 链接】降噪沥青路面名片

降噪沥青路面位于公路表层,是由大孔隙沥青混凝土铺筑而成的多孔结构,可使公路交通噪声降低5分贝至8分贝。

多孔结构还使降噪沥青路面具有极佳的排水性。雨天时,路面先将雨水吸收到体内,再横向输送到路侧排水设施,使公路表面在雨天也保持干燥。据统计,降噪沥青路面可使雨天行车识别距离提高2倍,将雨天百公里刹车距离缩短12米,降低雨天事故率48%。

目前,降噪沥青路面已在江苏沿海高速公路、江西永武高速公路、四川遂资高速公路等高速公路的部分路段使用,取得了良好的降噪、排水效果。

交通运输部于2013年设立了排水沥青降噪沥青路面科技成果推广项目,在全国范围内进行这一技术成果的推广应用,并于2014年立项编制《排水沥青路面设计施工技术细则》,这标志着排水降噪沥青路面正逐渐纳入行业主流路面类型,将成为我国路面技术革新的重要趋势。

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