掺橡胶颗粒骨架密实型沥青混合料降噪性能研究

论文摘要

道路交通噪声是噪声污染的主要来源,是困扰人类生活的一个严重问题,同时也是困扰道路交通部门和道路工作者的一大难题。随着经济的发展,道路交通业得到了长足的进步。然而,道路交通噪声随之也越来越严重,尤其是轮胎—路面噪声随着行车速度的增加而在不断地增加,其在道路交通噪声中所占的比重也越来越大。这种道路交通噪声越来越严重的状况已引起人们的广泛重视。因此,减小轮胎—路面噪声是目前降低道路交通噪声最为有效的方法之一。现阶段,在道路工作者持之以恒的努力下,已经研究出了很多较为有效的降低轮胎—路面噪声的措施。例如,多孔隙低噪声路面、掺橡胶颗粒的沥青路面、SMA路面等。本文在借鉴国内外相关研究成果的基础上,通过对比多孔隙低噪声路面、掺橡胶颗粒的沥青路面、SMA路面的路用性能和降噪效果,最终选取了将后两者相结合的方式作为降噪路面的研究对象,即掺橡胶颗粒的骨架密实型沥青路面,简称为SDGP(Skeleton Dense Structure Noise Reduction Pavement)。该种路面是将橡胶颗粒加到具有间断级配的沥青混合料中,形成骨架密实型沥青路面。这种路面充分利用橡胶颗粒高弹性、大阻尼的特性,从而达到减振降噪的效果;同时还具有骨架密实型结构,以及较深的表面构造深度和良好的表面特性,又进一步能达到吸声降噪和二次反射降噪的效果。在取得降噪效果的同时,路用性能又远胜于多孔隙低噪声路面等其它降噪路面,弥补了它们在路用性能上的缺陷。目前,在废旧橡胶轮胎污染日益严重的背景下,将废旧橡胶轮胎制成橡胶颗粒加入到骨架密实型沥青混合料中,达到了多赢的效果。其一,可以解决或缓解废旧橡胶轮胎带来的环境污染;其二,可以改善路面的力学性能,使之具有减振降噪、除冰除雪的功效;其三,骨架密实型沥青混合料还能够兼顾多项路用性能,使大多数路用性能优于其他路面。本文在上述思想的指导下,首先通过试验研究了SDGP的拌和成型工艺,并得到了最佳的拌和成型工艺;其次,在试验的基础上研究掺入橡胶颗粒后对骨架密实结构的影响规律,并确定出合理的橡胶颗粒掺配方式;最后,从减振降噪和吸声降噪两个角度综合评价掺橡胶颗粒的骨架密实型沥青混合料的降噪效果,并最终确定出合理的橡胶颗粒掺配粒径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外低噪音路面研究状况
• 1.2.2 国内低噪音路面研究状况
• 1.3 轮胎—路面系统噪声产生的原因和降噪措施
• 1.3.1 轮胎—路面系统噪声产生原因
• 1.3.2 轮胎—路面系统噪声的降噪措施
• 1.4 本文研究的主要内容
• 2 掺橡胶颗粒骨架密实沥青混合料配合比设计
• 2.1 原材料检测
• 2.1.1 粗集料性能检测
• 2.1.2 细集料
• 2.1.3 矿粉
• 2.1.4 石灰
• 2.1.5 沥青
• 2.1.6 橡胶颗粒
• 2.2 矿质混合料级配设计
• 2.3 沥青混合料最佳油石比确定
• 2.3.1 计算初始油石比
• 2.3.2 确定最佳油石比
• 2.4 掺橡胶颗粒骨架密实型沥青混合料路用性能检测
• 3 掺橡胶颗粒骨架密实型沥青混合料拌合成型工艺研究
• 3.1 试验设计
• 3.2 室内成型工艺确定
• 3.3 掺橡胶颗粒骨架密实型沥青混合料拌和工艺研究
• 3.3.1 拌和工艺试验结果分析
• 3.3.2 验证试验结果
• 4 掺橡胶颗粒骨架密实型沥青混合料骨架嵌锁结构研究
• 4.1 掺橡胶颗粒骨架密实结构设计方法
• 4.2 掺橡胶颗粒骨架密实型沥青混合料体积参数确定
• 4.2.1 掺橡胶颗粒骨架密实型沥青混合料最大理论相对密度
• 4.2.2 粗集料骨架间隙率
• 4.2.3 沥青混合料粗集料骨架间隙率
• 4.2.4 结论值 VV 的确定
• 4.3 力学性能检验
• 4.4 结论
• 5 掺橡胶颗粒骨架密实型沥青混合料降噪特性研究
• 5.1 本章研究思路
• 5.2 体积指标与力学性能检测
• 5.3 掺橡胶颗粒骨架密实型沥青混合料吸声降噪分析
• 5.3.1 空隙率影响下吸声降噪分析
• 5.3.2 构造深度影响下吸声降噪分析
• 5.4 掺橡胶颗粒骨架密实型沥青混合料减振降噪分析
• 5.4.1 轮胎垂直振动衰减试验
• 5.4.2 轮胎振动试验
• 5.4.3 掺橡胶颗粒骨架密实型沥青路面重复加载试验研究
• 6 主要结论与进一步研究设想
• 6.1 结论
• 6.2 进一步研究设想
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介