降噪环保型隧道铺装层TSEM沥青混合料设计研究

论文摘要

本文隧道路面中采用降噪环保型沥青混合料,可以有效降低隧道内行车噪音、减少施工时烟尘污染、节约资源能源、降低隧道内火灾的发生以及全面改善隧道内施工和行车运营环境,提高隧道沥青路面的使用性能。针对隧道路面噪音大,易对司乘人员造成困扰,本文基于路面与轮胎噪声机理分析,采用驻波管法对混合料类型、空隙率大小、路面厚度、集料粒径大小等因素对路面降噪性能的影响,将1000Hz以下频率吸声效率作为吸声能力的评价指标,采用数学统计的方法对各因素的综合影响效果进行回归分析。最终确定大空隙型沥青混合料TSEM-13,材料厚度在4cm,空隙率20%时混合料的吸声能力最强,峰值吸声系数53.7%,1000Hz以下频率吸声效率为241%-Hz。本文以空隙率为混合料设计控制指标,在综合分析路面结构性能和使用性能要求的基础上,确定TSEM-13沥青混合料的目标空隙率为20%；基于路面骨架嵌挤结构原理。粗集料采用逐级填充振实的方法,以VCA最小值作为目标函数,可得到粗集料诸粒级的最优组成比例；细集料的各档比例采用传统的n法进行计算；粗细集料的合成比例按照理论计算法进行确定。由沥青混合料的结构性能和使用性能综合确定目标空隙率。本文沥青采用安全环保沥青,对降噪环保型沥青混合料进行降噪、阻燃、抗滑等特殊性能试验和高温稳定性、低温抗裂性、水稳性能等常规性能试验研究。实验结果以及试验路铺筑结果表明,隧道降噪环保型沥青混合料路面不仅可以完全发挥其优良的性能,而且根据隧道路面的特殊要求可以设计出功能更加完善的沥青路面。隧道路面试验路验证大空隙型沥青混合料能有效降低隧道噪音,比常规型路面洞内噪音降低近6dB。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 隧道路面研究现状
• 1.2.2 温拌沥青路面国内外研究现状
• 1.2.3 阻燃沥青路面国内外研究现状
• 1.2.4 降噪沥青路面国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 道路交通噪声研究分析
• 2.1 道路交通噪声产生分析
• 2.2 轮胎与路面噪声机理分析
• 2.2.1 轮胎与路面噪声的产生机理分析
• 2.2.2 轮胎与路面噪声的增强机理分析
• 2.3 轮胎与路面噪声声学特性分析
• 2.4 轮胎与路面噪声的影响因素分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于TSEM降噪环保型路面的降噪性能研究
• 3.1 降噪环保型沥青路面的降噪机理分析
• 3.2 路面噪音室内测试方法分析
• 3.3 路面降噪性能的评价指标研究
• 3.4 TSEM路面降噪性能研究
• 3.4.1 混合料类型对降噪性能的影响研究
• 3.4.2 混合料空隙率对降噪性能的影响研究
• 3.4.3 材料厚度对降噪性能的影响研究
• 3.4.4 混合料的集料粒径对降噪性能的影响研究
• 3.4.5 基于统计学方法对降噪性能的影响研究
• 3.5 本章小结
• 第四章 降噪环保型沥青混合料配合比设计研究
• 4.1 低噪音沥青混合料设计方法概述
• 4.1.1 沥青混合料级配理论分析
• 4.1.2 日本低噪音沥青路面配合比设计
• 4.1.3 我国低噪音路面配合比设计
• 4.1.4 降噪环保型沥青混合料的级配设计分析
• 4.2 TSEM沥青混合料目标空隙率确定分析
• 4.2.1 TSEM沥青混合料空隙率研究
• 4.2.2 TSEM沥青混合料目标空隙率的选取分析
• 4.3 降噪环保型沥青混合料配合比设计分析
• 4.3.1 矿料级配设计分析
• 4.3.2 骨架结构验证分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 降噪环保型沥青混合料性能研究
• 5.1 原材料试验研究
• 5.1.1 安全环保型沥青的研制
• 5.1.2 集料性能研究
• 5.1.3 纤维性能研究
• 5.2 降噪环保型沥青混合料设计
• 5.3 阻燃性能研究
• 5.3.1 直接燃烧试验及结果分析
• 5.3.2 燃烧质量损失试验分析
• 5.4 抗滑性能研究
• 5.5 降噪性能研究
• 5.6 降噪环保型混合料其它性能研究
• 5.7 本章小结
• 第六章 隧道内降噪环保型试验路铺筑与质量检测研究
• 6.1 试验路概况
• 6.2 施工工艺要点
• 6.2.1 混合料配合比确定
• 6.2.2 TSEM沥青混合料施工
• 6.3 试验路铺筑质量控制
• 6.3.1 路面外观情况
• 6.3.2 沥青路面的铺筑温度和现场烟雾量控制
• 6.4 路面质量检测
• 6.5 本章小结
• 第七章 社会、环境效益分析
• 7.1 社会效益分析
• 7.2 节能、低碳、环保效益分析
• 7.3 本章小结
• 主要结论及进一步研究建议
• 1 主要结论
• 2 进一步研究建议
• 参考文献
• 致谢