水泥混凝土路面抗滑与降噪特性测试与分析.pdf

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1、道路与交通工程器Road&TrafficEngineering水泥混凝土路面抗滑与降噪特性测试与分析张彦飞(中铁十八局集团有限公司神朔复线工程指挥部，天津300222)摘要：为研究不同纹理构造的水泥混凝土路面的抗滑与降噪特性，采用横向力摩擦系数(SFC)测试车与随车声强法(OBSI)对路面抗滑力及噪声特性进行测试。测试结果表明：露石混凝土路面及纵向刻槽路面噪声小、摩擦系数高，横向刻槽及纵横向刻槽路面抗滑及降噪性较差；水泥混凝土1／3倍频程中心频率为连续谱，并且噪声主体部分在200～3000Hz，其最大声压级对应的频率一般在

2、800～l500Hz。通过对横向力系数与轮胎一路面噪声的相关性研究发现，混凝土路面的Js粥与轮胎一路面噪声之间不存在显著的相关性。关键词：水泥混凝土路面；路面纹理；抗滑力；路面噪声；相关性中图分类号：U416．216文献标志码：B文章编号：1009—7767(2015)01—0041—04MeasurementandAnalysisofSkid-resistanceandNoiseReductionCharacteristicsoftheCementConcretePavementZhangYanfei随着我国公路等级的提

3、高、交通量的增大以及车速的加快．使得水泥混凝土路面抗滑与噪声问题日益严重【1．，1。目前，我国水泥混凝土路面一般采用拉毛与刻槽的抗滑处理方式。拉毛是在混凝土初凝之前，采用粗麻布、软毛刷等在混凝土路面表面形成纹理构造，从而使路面具有一定的抗滑与降噪性能。刻槽是在混凝土硬化后采用刻槽机制作的表面构造，其间距一般为15～30IBm，槽宽3～5mm，槽深3～5mm。其中横向刻槽可提高车辆沿行车方向制动时的路面摩擦力，缩短车辆制动距离；纵向刻槽可提高车辆发生侧滑的摩擦力，防止车辆侧滑。拉毛与刻槽的纹理构造持久性差．通车后在很短的时间

4、内会逐渐消失卜51。近年来，新型混凝土路面的研究和应用取得了长足的进展，露石混凝土路面就是其中的一种，其基本原理是在新铺的混凝土路面表面喷洒缓凝剂，待主体混凝土具有一定强度后除去表层未凝固的砂浆，露出粗糙的集料表面．从而提高水泥混凝土路面抗滑与降噪的能力【2l。选取武罐高速公路汪家坝隧道混凝土路面作为试验路段，以笔者为主要试验人员，于2013年7月对试验路段进行测试，测试路段为新铺路面且路面干燥，环境温度为23℃。采用横向力摩擦系数(SFC)测试车(如图1所示)与随车声强法(OBSI)分别对不同水泥混凝土路面(包括横向刻槽

5、、纵向刻槽、纵横向刻槽及露石路面)抗滑性与降噪性进行测试，从而研究不同纹理构造的水泥混凝土路面的抗滑与噪声特征。图1横向力摩擦系数测试车1测试方法1．1路面抗滑性测试S阳采用横向力摩擦系数测试车进行测试。测试时拖车的测试轮胎与行驶方向偏转一定角度(7．5～20。)，测得测试轮受到路面的侧向力风后，除以作用于轮上的有效荷载P，可得SFC值【21，即：T，JsFc2iPS。r1．2路面噪声测试OBSI法原理是采用数字信号采集测试车收集轮ZOt5卑$1期(1一)第33卷．事荭投术41器道路与交通工程Road&TrafficEng

6、ineedng胎一路面界面附近空间点的单位面积上的噪声信号，分析得到路面噪声声压级和倍频程频谱．同时进行倍频程频谱分析[61。具体测试步骤[6-81：在汽车轮胎(普通小轿车)上安装高灵敏度传声器声强探头，当汽车以一定速度行驶(60km／h)时，声强探头可探测到轮胎一路面问的声信号并输出声压水平大小(A计权声压级)。传声器声强探头是一种声电换能器，可以将被测声信号变换成电信号，其声级测试范围为35～146dB。相频范围为20～20000Hz，不需要极化电压，负载灵敏度约为48MV／Pa。图2所示为OBSI法测试设备及测试软件

7、。2测试结果及分析对4种不同类型路面的抗滑及降噪性能进行测图2OBSI法测试轮胎一路面噪声试，各路面具体纹理构造见表1。2．1轮胎一路面噪声特性分析采用OBSI法分别对4种不同类型的水泥混凝土路面进行轮胎一路面噪声测试，测试结果如图3所示。表1测试路面情况表露石路面纵向刻槽路面纵横向刻槽路面横向刻槽路面图3不同类型路面声压值对比由图3可以看出．露石路面噪声最小。且其声压水平变异性小。轮胎一路面噪声在94dB左右，基本保持不变。对于刻槽混凝土路面，纵向刻槽路面噪声明显低于普通横向刻槽路面和纵横向刻槽路面，其主要原因在于轮胎与

8、纵向刻槽路面接触瞬间。轮胎与路面间压缩的空气能够顺着纵向槽顺利排出，不会形成封闭的空间，即减小了轮胎与路面的泵吸作用，使路面噪声降低【4_5】；横向刻槽路面恰恰相反，轮胎与路面间压缩的空气无法快速排出，形成泵吸，导致路面噪声值较大；纵横向刻槽路面采用按混凝土板块一纵一横的42辛荭敏木2015No．1(J