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连续级配橡胶颗粒沥青路面降噪特性的研究

高明星  
【摘要】: 交通噪声是环境噪声污染的重要来源,随着汽车工业的发展,轮胎/路面噪声在交通噪声中占主要成分的比例越来越大,已引起人们的普遍重视,研究表明选择合适的路面材料和路面结构会使该噪声显著降低。本文借鉴国内外相关研究成果,首先对连续级配大粒径橡胶颗粒沥青混合料的拌合成型工艺和路用性能进行了试验研究,在此基础上,通过振动衰减试验、路面锤击试验、重复加载试验、吸声试验,结合小波技术及有限元分析,重点研究了该类路面的降噪特性,所作主要工作和取得的成果如下: 1.橡胶颗粒掺量和油石比是影响连续级配大粒径橡胶颗粒沥青混合料物理力学性能最主要的两个因素,且橡胶颗粒掺量的影响大于油石比的影响。在拌合成型的过程中,原材料的投放顺序、成型温度、击实次数是3个最为重要的工艺因素。 2.对于连续级配大粒径橡胶颗粒沥青混合料,初步确定了其最佳的拌和成型工艺:加入沥青的拌和时间是75s,加入橡胶颗粒的拌和时间是40s,拌和温度是170℃,分两次成型,第一次成型温度为170℃,双面击实次数54次,第二次成型温度为80℃,双面击实次数26次。 3.将大粒径橡胶颗粒应用于连续级配沥青路面中是可行的,掺加橡胶颗粒后的沥青路面与普通沥青路面相比具有更好的高温稳定性和低温抗裂性,但其水稳定性要低于普通路面,且橡胶颗粒掺量越多,趋势越明显。 4.与普通沥青路面相比,橡胶颗粒沥青路面具有更好的减振和吸声性能。橡胶颗粒掺量越多,路面中集料的最大粒径和橡胶颗粒的粒径越大,路面的减振降噪性能则越好。而橡胶颗粒沥青路面的吸声性能则受到橡胶颗粒掺量和级配类型的影响,综合考虑路面的力学性能和声振性能,在合理的橡胶颗粒掺量范围内,橡胶颗粒沥青路面主要以减振降噪为主。 5.在沥青混合料路面中掺加大粒径的橡胶颗粒不但能有效降低车辆轮胎滚动时的振动强度,还可以大幅度减弱车辆在转向时振动的强度,使振动的能量由“低频”流向“中频”和“高频”。路面中橡胶颗粒的掺量、集料的最大粒径及橡胶颗粒的粒径会影响不同频带内的车辆轮胎振动的峰值加速度,因而可以通过调整该类参数避免轮胎某部分共振的发生,抑制轮胎的辐射噪声。 6.橡胶颗粒沥青路面主要是通过路面空隙进行吸声降噪的,由构造深度降噪的程度较小。当车辆轮胎在橡胶颗粒沥青路面上跳跃撞击时,路面对轮胎碰撞中心的激励强度随路面厚度的增加而降低。沿行车方向看,轮胎的下落高度对轮胎激励噪声的影响具有特殊性。固定橡胶颗粒掺量的沥青路面对轮胎应力的衰减能力是有限的,超出极限时,橡胶颗粒沥青路面会失去减振降噪的优势。


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