空隙特征对排水路面降噪性能的影响研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchonEffectsofPoreCharacteristicsonNoiseReductionPerformanceofDrainagePavementsAThesisinHighwayandRailwayEngineeringbyLiHuaAdvisedbyProf.XieJianguangSubmittedinPar

2、tialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着人民生活水平的提高，汽车保有量持续增长，我国高等级公路建设发展迅速，公路规模不断扩大，对环境的影响也不断增加，行车噪声就是其中一个具体体现。道路交通噪声已逐渐成为城乡环境噪声污染的主要来源之一。排水路面具有的大空隙结构能够有效降低路面噪声，目前对其降噪机理的研究还不够充分。因此，论文针对排水路面的降噪性能展开研究，寻找空隙特征对降

3、噪性能的影响，为改善交通噪声提供理论支持和参考。论文以排水路面沥青混合料（PAC）为研究对象。通过室内试验和实地调研，分析了不同结构以及空隙率条件下PAC混合料的噪声水平和吸声性能；通过CT扫描得到了混合料的细观结构，利用图像处理技术和三维重构分析其空隙特征；对照试件吸声性能，研究影响吸声系数的主要空隙参数，建立了吸声系数预测模型。轮胎加速下落法噪声试验结果表明，排水路面的噪声水平明显低于传统沥青（AC）路面2~5dB(A)，随空隙率的增大而降低。比较不同类型10cm厚PAC试件，发现双层排水路面的降噪效果最佳，

4、其噪声值比双层联铺排水路面低1.1dB(A)，比单层排水路面低2.1dB(A)。现场调研实测数据也表明双层排水路面的降噪效果好于单层排水路面。从吸声系数测定试验结果可以看出，排水路面的吸声系数明显高于AC路面。比较不同类型的排水路面，双层排水路面的吸声系数比单层排水路面高13.0%，比双层联铺排水路面高9.8%。当空隙率降至16.36%以下时，单层排水路面的吸声系数与AC路面相近。最后，论文利用Matlab图像处理技术以及VGStudio三维重构软件得到PAC混合料的空隙特征。结果表明PAC试件单位高度(mm)上

5、的空隙数量约为250个，其中体积小于lmm3的空隙数量占空隙总数85%以上。空隙率的增大，会使混合料平均孔径减小，增大吸声峰频率。此外，研究发现对排水路面吸声系数影响最大的参数是宏观上的实测空隙率；从微观角度来说，空隙平均体积对吸声系数影响最大。选取与吸声系数相关性较高的若干参数，建立吸声系数与空隙参数的关系，得到了吸声系数预测模型。通过实测值验证，表明模型具有可靠性。论文研究结果能够较好的反映排水路面的降噪性能变化规律，为理论研究和工程应用提供支持和参考。关键词：排水路面，噪声水平，吸声系数，细观结构，空隙参数

6、I空隙特征对排水路面降噪性能的影响研究ABSTRACTWiththeimprovementofpeople'slivingstandard,theamountofvehicleskeepsincresing.Theconstructionofhigh-graderoadsisdevelopingrapidlyinChina.Theimpactontheenvironmentisincreasingwiththeexpandanceofroadscale,inwhichthetrafficnoiseisoneofp

7、roblemscausedbytraffic.Roadtrafficnoisehasgraduallybecomeoneofthemainsourcesofenvironmentalnoisepollutioninurbanandruralareas.Thelargeporousstructureofdrainagepavementcaneffectivelyreducethepavementnoise.However,theresearchonthenoisereductionmechanismofdraina

8、gepavementisnotenough.Therefore,thispaperstudiedthenoisereductionperformanceofdrainagepavementstosearchfortheinfluenceofporecharacteristicsonnoiseabsorptionabilityandprovidetheoreticalsup