大空隙沥青混凝土路面降噪效果及影响因素

大空隙沥青混凝土路面降噪效果及影响因素

摘要：大空隙沥青排水路面的非路面因素对其实际降噪效果影响较大，现阶段

现场噪声的试验数据还比较短缺，为了给工程试验和设计人员提供一定的数据和

理论支持，本文利用CEM DT-8852噪声测试仪、采用惯性滑行通过法对中级轿车

和轻型货车两种车型在不同的车速、干湿路况进行测试，并利用轻型货车，研究

载重对声压级的影响。结果表明：大空隙沥青混凝土在湿润状态下降噪效果较干

燥状态有优势，比传统路面降低2dB。在两种路面上，二者的噪声受荷载增加的

影响较小，变化规律不明显。在相同的车速下，两种车型测到的大空隙沥青路面

的声压级几乎无差异；利用控制经过法研究了两种车型的车外噪声并与惯性滑行

法测得结果进行对比分析，最后采用控制经过法测试了中级轿车的车内噪声，并

与车外噪声进行对比分析，发现，控制经过法车外噪声受汽车发动机以及司机开

车习惯的影响较大，噪声普遍大于惯性滑行法，建议当车速低于70km/h采用惯

性滑行法测量，大于70km/h采用控制经过法测量。此外，大空隙沥青路面对车

内噪声的降噪作用不明显，车内噪声与传统沥青路面的车内噪声几乎相同。

关键词：大孔隙开级配排水式沥青磨耗层（OGFC）；惯性滑行法；控制经过法；干湿状况；荷载

1 引言

随着城市道路交通噪声污染越来越严重，居住环境质量受到严重的威胁，因

此对路面降噪特性的研究也越来越引起专家学者的注意。治理交通噪声的措施有

很多种[1-3]，可以从声源处降低噪声的强度，例如用降噪的路面材料来减弱轮胎

与路面挤压产生的噪声是降低噪声最有效的方式，通过优化路面结构和建筑材料，大孔隙沥青路面是通过调整不同骨料的百分比而形成一种具有互相连通孔隙的开

级配沥青路面，相比其它类型的沥青路面，其降噪效果最好，可以改善我国道路

建设中的交通噪声，有效提高道路环境、经济、社会等效益，具有重要的现实意义。

基于此，国内外学者对噪声的危害和影响程度进行了大量的研究[4-14]，发现

采用多孔性沥青路面改善交通噪声，相比传统沥青路面，交通噪声明显下降，同

时发现 OGFC（Open Graded Friction Course，开级配抗滑磨耗层）路面吸声性能与级配粗细程度、路面厚度、空隙率有关。法国研究工作者发现40～50mm厚度OGFC 产生的噪声比传统沥青混凝土路面低 3～6dB，相当于交通量减少了一半，

可见 OGFC 具有非常可观的降噪效果。此外，国内学者致力于降低交通噪声的轮

胎/路面噪声，减轻噪声污染的负面影响，并研究了OGFC 路面的降噪机理、降噪

效果、配合比、路用性能等。以 OGFC、AC（asphalt concrete，沥青混凝土混合料）等作对比，分析研究了混合料最大粒径、关键筛孔通过率、试件厚度、空隙率、

油石比、橡胶粉掺量、橡胶粉种类以及不同类型添加剂等材料特性对路面噪声的

影响[15-18]。以上研究大都是针对大空隙沥青混凝土材料在室内实验的条件下自

身的降噪性能的影响因素及机理分析，本文在现场已铺筑两年之后的大空隙沥青

混凝土路面上进行现场噪声测试，揭示大空隙沥青路面的实际降噪效果及现场噪

声的影响因素。

文献[4-12]采用了多种现场测试方法研究了多个地区（印度、瑞典等）的路面

铺装、车辆行驶速度、车流密集度对噪声的影响，而本文结合现场实际工程分别

采用滑行控制法（以下简称惯性滑行法）和控制经过法和从非路面因素（车速、

干湿路况、车型和荷载、周围环境情况）研究大空隙沥青路面与传统沥青路面的

噪声的不同之处，并对两种沥青路面的降噪性能进行评价，揭示大空隙沥青混凝

土路面的现场噪声影响因素，并研究了两种路面车内噪声的不同，实际检测了大

空隙沥青路面的实际降噪效果及影响因素，目的是为了给工程设计单位在设计和

采用低噪声沥青路面时提供一定的实际现场试验数据和理论支持。

2工程概况及实验

2.1 工程概况

本次现场试验选择在青岛市黄岛区中德生态园9号线和12号线上进行，9号

线全长241米，红线宽度18米，在工程设计中遵循“生态”、“环保”原则，采用排

水降噪路面，面层采用OGFC进行铺装；而12号线是传统沥青混凝土路面，周围环境、气候条件相对比较相近，可以最大限度的降低测试误差。

2.2 实验方案

测试时间为 2018年 7月，试验采用小型轿车-捷达手动2012版和中型货车-

跃进2018版两种车型。噪声测试仪型号为CEM DT-8852声压级，声压范围

30dB~130dB，测量频率范围31.5~8000Hz，主要性能符合 IEC6172标准对Ⅱ型声

级计的要求，可靠性高、适用范围广。声级仪用“A”计权网络，“快”档进行测量，

读取车辆驶过时声级仪表头的最大读数。本次测试需要使用 2 个传声器，使用三

脚架固定，放置在车辆行驶道路中心线两侧 7.5m 处，误差保持在 0.05m左右；

距离地面的垂直高度为 1.2m，误差保持在0.02m 左右，为了保证实验数据的准确性，分别标记出各仪器所测得的数据。

温度测量采用红外线温度枪，用于测量路面的温度。荷载加载采用50kg一袋的水泥，共40袋，分不同的荷载级别进行加载。

2.3 实验方法

采用惯性滑行通过法对轮胎与地面接触引起的噪声进行测试，车辆由道路中

心线驶入，2个传声器放置在距离道路中心线7.5m处，距离地面高度1.2m，当

车辆关闭发动机后滑行距离40m，经过传声仪时，读取各台仪器测得的数据。惯

性滑行通过法、控制经过法检测过程按照 GB-T1496-1979 标准执行。

3．噪声测试结果及分析

3.1汽车行驶速度的影响

3.1.1 中级轿车

大空隙沥青路面具有较高的空隙率，这些空隙分布在沥青混合料中，它们彼

此连接并与外部的空气连通，流阻较小，相当于一个空气排出通道。在轮胎与路

面接触的那一刻，受到挤压的高速气流不会被释放到大气中，而是被压入了与路

面连通的空隙中，迅速扩散。这就有利于轮胎花纹与路面接触小孔中的空气喷排，从而破坏和减弱由于空气压缩和瞬时释放所引起的噪声。在声学中，大空隙沥青

路面被认为是一种多孔吸声材料，当轮胎/路面噪声入射到路面时，一部分噪声在路面上反射，另一部分则透入到路面内部向前传播。在传播过程中，引起空隙中

的空隙运动，与形成孔壁的固体筋络发生摩擦，由于粘滞性和热传导效应，将声

能转变为热能而消耗掉。因此达到了降噪效果[19]。

对中级轿车和轻型货车均采用30、40、50、60、70km/h，共计5种车速采用惯性滑行法对大空隙沥青路面和传统沥青路面进行噪声检测，随着速度增大，传

统沥青路面噪声测得分别为52.82dB、54.23dB、56.28dB、68.52dB、72.1dB，大

空隙沥青路面为55.5dB、60.1dB、62.5dB、65.3dB（由于大空隙试验场地长度限制，鉴于安全考虑，速度最大达到52km/h）：

通过对以上实验数据分析可以得到：惯性滑行法测得的大空隙沥青混凝土路