【博士】废旧轮胎橡胶沥青混凝土路面降噪性能分析【2008】

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内容简介

　　学科专业：交通运输规划与管理　　授予学位：博士　　学位授予单位：北京工业大学　　学位年度： 2008年　　废旧轮胎沥青混凝土路面是一种性能优良的新型路面，将废旧轮胎粉碎加工成橡胶制品加入到沥青混凝土路面中，不仅可以改善沥青混凝土路面的路用性能，而且能有效降低交通噪声。国内外的实践证明，橡胶沥青混凝土路面可以降低交通噪声2．10分贝。本文以橡胶沥青混凝土的降噪特性为研究目标，从道路交通噪声的产生机理出发，深入分析了废旧轮胎橡胶沥青混凝土的降噪机理，第一次提出了弹性降噪理论，并以此理论为基础，结合室内试验数据，推导了橡胶沥青混凝土的降噪预测模型。　　道路交通噪声系统主要由三部分组成：噪声源、受声点和传播途径，道路交通噪声是轮胎和路面的相互作用，以能量的形式向外传播。轮胎．路面交通噪声的产生机理为：轮胎在路面上滚动时，轮胎冲击路面引起路面振动激发噪声。而且，噪声的大小与轮胎冲击路面的冲击力呈正比。路面的弹性和阻尼特性是决定轮胎．路面撞击噪声大小的重要因素，道路交通噪声的大小与路面材料的组成和技术特性密切相关。　　橡胶沥青混凝土路面对噪声的影响主要表现在两个方面：对噪声源的弹性消减作用和对噪声传播过程中的吸收作用，所以，橡胶沥青混凝土路面的降噪效能由吸声能力增加和弹力增加使车轮做功两部分组成。　　废旧轮胎橡胶沥青混凝土的弹性模量、吸声系数均与橡胶粉的掺入量和骨料级配有密切的相关关系。本文通过室内实验数据拟合得到了这些因素之间定量的函数关系式。　　本文根据轮胎路面系统噪声的产生机理和废旧轮胎橡胶沥青混凝土的降噪机理，从微观角度出发，建立废旧轮胎橡胶混凝土路面相对于普通沥青混凝土路面的降噪模型。为降噪性能的定量分析提供理论依据。　　为了量化分析橡胶沥青混凝土的降噪性能，需要采用比较法，即以普通沥青混凝土路面为参照的基准路面，研究橡胶沥青混凝土路面比普通沥青混凝土路面的交通噪声减少量。比较法最大的优点是将复杂的交通噪声系统分成了两部分：　　与路面材料有关的因素和与路面材料无关的因素，并且，通过对比和求差，将车行速度、车种构成、加速度、天气等外部条件过滤，从而缩小研究的范围，强化研究目标，减少系统误差和测量误差。　　本文根据橡胶沥青混凝土路面的吸声原理，结合室内试验数据，以北京市的检测数据为基础，构建了吸声降噪模型。橡胶沥青混凝土路面降噪预测模型，该模型的参数只有两个：橡胶粉的掺入量和骨料级配。为了验证模型的可靠度，本文结合水担路与九龙路道路工程，将水担路废旧轮胎橡胶沥青混凝土试验路段与九龙路普通沥青混凝土试验路段的实际噪声实测值进行了对比分析。结论显示，本文提出的降噪模型与实际实测值吻合良好，从而证明该模型准确有效。　　本文构建的降噪模型以相对于一种基本路面的噪声减少量(相对值)来表述路面的噪声特性，使模型由假设等造成的误差相互抵消，增加了精确度。而且，与传统的统计预测模型相比，该模型克服了统计预测模型“参数多、计算复杂”的缺点，参数少，易于操作和使用。　　

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