水泥混凝土路面降噪方法浅析

水泥混凝土路面降噪方法浅析

何嵘国

中铁科学研究院有限公司四川成都610000

摘要：随着我国交通事业的迅猛发展，以及国民经济及地区经济迅速增长，公路交通网络化建设日趋完善，行车安全与路面噪音等问题也十分严峻。本文在简要地分析普通混凝土路面噪声产生机理的基础上，介绍刻槽、压槽、拉毛等降低混凝土路面噪声的常用方法，多孔水泥混凝土路面、露石水泥混凝土路面以及其他降低混凝土路面噪声的新方法，它们具有良好的排水和降噪性能。因此，可以对我国混凝土路面的降噪的研究和施工提供一定参考。

1引言

水泥混凝土路面具有强度高、稳定性和耐久性好等优点，在国内外公路建设中被大量使用。然而水泥混凝土路面抗滑持久性差、噪声大的缺陷使水泥混凝土路面具有一定的缺陷。目前，我国公路建设将进入一个新的发展阶段，人们对于水泥混凝土路面噪声的认识逐渐提高，水泥混凝土路面噪声也已成为环境噪声污染的重要来源。在道路交通噪声中以传统水泥混凝土路面产生的噪声最为显著，这是我们不愿意采用水泥混凝土路面的原因之一。虽然有噪声污染的顾虑，但是水泥混凝土路面具有很多优秀的特性，（1）强度高和耐久性好：混凝土路面具有较高的抗压、抗弯拉和抗磨耗的力学强度，因而耐久性好。一般可使用20~50年，且能通过包括履带式坦克在内的各种车辆。（2）稳定性好：环境温度和湿度对混凝土路面的力学强度影响甚小，因而热稳定性、水稳定性和时间稳定性都较好，尤其是其强度随时间而逐渐增高，既不会像沥青路面那样出现老化现象，也不会像砂石路面那样出现衰退现象。（3）平整度和粗糙度好：虽设有接缝，但是它的表面很少起伏变形。路面在潮湿时仍能保持足够的粗糙度，使车辆能保持较高的安全行车速度。（4）养护费用少，运输成本低：由于混凝土路面坚固耐久、经常性养护维修工作量小，故所需的养护费用很少。而且路面平整、行车阻力小，能提高车速，减少燃料消耗、降低运输成本。（5）色泽鲜明，反光能力强，有利于夜间行车。这些优点，使其具有很大的优势，特别是随着我国经济的发展，大型货物运输的不断增加，以及超载车的影响，交通行驶对路面的承载能力要求也将越来越高。所以，在我国今后的路面修建中，水泥混凝土路面仍将扮演重要的角色。因此，通过一定技术措施降低水泥混凝土路面噪声，减少水泥混凝土路面噪声影响，将会推动水泥混凝土路面的推广发展。

2水泥混凝土路面噪声的产生分析

车辆在水泥混凝土路面上行驶时产生噪声的过程是非常复杂的，根据噪声的产生源，水泥混凝土路面噪声主要有，发动机的噪声、冷却风扇的噪声、进排气的噪声、车体结构振动的噪声、轮胎一路面相互作用的噪声、水泥混凝土表面引起的振动与宏构造平台反射的噪声、车轮高速行驶时与路面不规则气流漩涡形成的噪声，如图1所示。

3水泥混凝土路面常用降噪方法

1）绿化带

树木及其它绿化植物形成的绿带，被认为是自然降噪物。在公路两侧植树绿化，是防治路面噪声的有效措施之一。合适树种，降低噪声的作用"尽管绿化带不像实体墙那样能成为隔离空气声传播的有效屏障，但树木有浓密的枝叶，比粗糙的墙壁吸声能力强，能够减少声音的反射

2）声屏障

在声源与接受点之间，插入一个有足够面密度的声遮挡结构或建筑物，能使声波有一个显著的衰减，这样的障碍物称为声屏障。它是降低路面噪声对公路两侧区域的噪声环境污染的重要措施之一。

3）拉毛

扫刷或拉毛技术的应用使得混凝土路表产生了纹理结构，减缓了路面的磨耗，降低了路面噪声。拉毛混凝土表面处理可采用以下三种方式：用扫帚或机械刷、人造草皮、粗糙的湿麻袋。路面相互作用产生的磨耗经常会使混凝土路面表面功能特性降低。为了提高拉毛产生的路表纹理的耐久性，可通过材料选择、混合料设计来提高混凝土路面的抗磨耗能力。

4）压槽

目前，国内外高等级水泥混凝土路面一般采用塑性压（拉）槽形式。由于塑性拉槽对表面平整度影响大，所以多采用压槽方式处理混凝土表面。压槽按不同分类方法可分横向和纵向，又可分为等距槽和不等距槽，使用较为普遍的是横向等距压槽，近年来又主张推荐使用不等距压槽。

5）刻槽

刻槽是用金刚石锯片除去硬化水泥混凝土路面表面浅层混凝土形成良好的路表构造的混凝土路表处理方式，主要用于旧水泥混凝土路面恢复平整度，减少轮胎）路面噪声和恢复路面摩阻力。

4水泥混凝土路面降噪的一些新技术介绍

1）低噪声路面

低噪声路面是针对路面噪声的声源采取的措施，是以降低噪声为目的的一种路面结构形式，降噪原理大致有两方面：一方面通过空隙和构造深度来吸收噪音；另一方面通过路表面的纹理构造反射噪音，从而降低噪音。其特点是粒径小、构造深度大、空隙多的构造形式

2）露石水泥混凝土路面

露石水泥混凝土路面就是将粗集料露出在路表，形成具有优良宏观和微观构造的粗糙表面的水泥混凝土路面。露石水泥混凝土路面是在新浇筑普通水泥混凝土后，在还没有固化的混凝土板的表面，贴上浸渍了缓凝剂的布或者喷洒露石缓凝剂，错开混凝土板表面薄层的固化速度与水泥混凝土主体的硬化速度，将尚未具有初始强度的路表薄层的水泥砂浆刮除，使粗集料裸露出来，使路面呈现规则的凹凸，形成非光滑表面的路面。使水泥混凝土路面具备的微观和宏观构造，能有效降低路面噪声。另外，露石混凝土路面的抗滑性能以及夏天防止白色路面等方面较普通混凝土路有优越性。

3）多孔水泥混凝土路面

多孔水泥混凝土路面，又可以称为排水性水泥混凝土路面或透水性水泥混凝土路面，多孔水泥混凝土使用的材料是由一般的水泥、粗集料以及水拌和而成。粗集料可以是碎石、卵石，也可以是人造轻集料或再生集料、炉渣废料以及其他的建筑废弃物等。其强度的形成主要依靠粗集料表面的水泥浆体，保证集料表面接触互相固结，形成多孔隙的结构体，它由一系列与外部空气相连通的多孔结构形成骨架，同时又能满足路用强度和耐久性要求的路面。属于环保型、生态型混凝土材料，根据使用范围的不同，多孔水泥混凝土即可以用做面层，又可以用为基层。其基本组成材料与普通混凝土材料没有本质的区别，所不同的是普通水泥混凝土总是想方设法减少孔隙率，以使其密实，达到高强度及高耐久性的目的，而多孔混凝土通过采用特殊的材料，在路用性能满足要求的同时，尽量提高孔隙率，属于骨架空隙结构的更高配。多孔混凝土路面依靠其特有的多孔结构具有良好的吸声降噪的作用。多孔水泥混凝土能够衰减路面噪声的主要原因就是具有较高的孔隙率。多孔水泥混凝土路面能有效地降低路面噪声，层孔隙率越大，多孔层越厚，集料粒径越小，则噪声降低得越多

然而，多孔混凝土孔隙阻塞。孔隙率下降问题一直是多孔路面的主要缺陷，这几乎是无法避免。在空隙开始堵塞时，当空隙完全堵塞，排水能力降为零时，容易发生结构性破坏。设计不好、施工技术不良、低渗透性的土壤、重载交通、加铺不透水材料都可以导致多孔混凝土路面的破坏。抗冻性不好，由于多孔混凝土的孔隙率大，水容易渗透到混凝土内部，一旦在小孔处结冰，水就无法移动，从而产生应力集中，使多孔混凝土内部产生粘结性损失。借鉴国外经验，多孔路面一般应用在车辆高速通行路段，设计行车速度80Km/h，减少产生路面堆积物填充路面孔隙和油污染路面的几率。公路隧道内适于铺筑多孔路面，在隧道内禁止车辆停留并要求快速通行，因此车辆或外界环境带入杂质堆积于隧道路面的几率相对较低。

5结论

通过对水泥混凝土路面分析表明：轮胎噪声的是交通噪声的来源之一，严重影响了经济、社会、环境效益。通过本文对水泥混凝土路面降低噪声的方法和技术特点做了一些简单的介绍，希望有助于我国水泥混凝土路面的噪声方面的研究，还有助于降低噪声对公路两旁的环境影响，改善人们的生活质量。

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作者简介：

何嵘国（1987-），男，甘肃古浪人，助理工程师，大学本科。主要岩土理论研究。E-mail：1026135847@qq.com。