多孔性混凝土铺装层吸声性能研究.pdf

钎癯 巍 中 国 科 技 核 心 期 刊 多孔性混凝土铺装层吸声性链研夯 倪彤元 ， 邰惠鑫 ， 江晨晖 ( 1 浙江工业大学 建筑工程学 院， 浙江 杭州3 1 0 0 1 4 2 浙江建设职业技术学 院， 浙江 杭州3 1 0 0 0 0 ) 摘 要： 利用驻波管分别对孔隙率为 1 5 、 1 7 、 2 0 、 2 2 、 2 5 和厚度为 4 0 m m 、 5 0 m m 、 6 0 n u n的多孔混凝土铺装层试件进行 了不 同频 率下吸声特 性试验 。实验 结果表 明， 不 同孔 隙率试件 的低频段声波吸收能力相差不大。随着孔 隙率 的增大 ， 吸声系数也增 大； 在孔隙率相同的情况下， 随着多孔混凝土铺装层厚度的增加， 中低频段的吸声系数有增大的趋势， 而在高频段的吸声系数则有减 小的趋势： 多孔混凝土铺装层的配比设计应综合考虑渗透性、 强度、 吸声性能等因素， 从吸声性能考虑， 推荐多孔混凝土铺装层的孔 隙率为 1 7 2 2 。 关键词 ： 吸声系数； 吸声性能； 驻波管法； 多孔性混凝土铺装层 中图分类号： T U 5 2 8 2 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 t 4 ) 0 3 0 0 1 7 0 3 S o u n d a b s o r p t i o n p r o p e r t y o f p o r o u s c o n c r e t e p a v e me n t l a y e r N T o n g y u a n ， T AI Hu i x i n 1 , J I ANG C h e n h u i ( 1 C o l l e g e o f A r c h i t e c t u r e C i v i l E n g i n e e r i n g ， Z h e j i a n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， Ha n g z h o u 3 1 0 0 1 4， Z h e j i a n g ， C h i n a ； 2 Z h e j i a n g C o l l e g e o f C o n s t r u c t i o n ， H a n g z h o u 3 1 0 0 0 0 ， Z h e j i a n g ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： I n t h i s p a p e r ， s o u n d a b s o r p t i o n p r o p e r t y t e s t s o f p o r o u s C o n c r e t e p a v e me n t s p e c i me n s w i t h p o r o s i t y o f 1 5 ， 1 7 。 2 O ， 2 2 ， 2 5 r e s p e c t i v e l y， a nd a t h i c k n e s s o f 4 0 mm， 5 0 mm， 6 0 mm ， h a v e b e e n d o n e b y s t a n d i n g wa v e t u b e i n d i f f e r e n t f r e q u e n - c i e s Th e e x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o we d t h a t t h e d i f f e r e n t p o r o s i t y s p e c i me n s s o u n d a b s o r pt i o n c a p a c i t y s h o ws l i t t l e d i ffe r e n c e i n l o w f r e q u e n c y s o u n dAs t h e p o r o s i t y o f p o r o u s c o n c r e t e p a v e me n t l a y e r s p e c i me n i n c r e a s e s , t h e a b s o r p t i o n c o e f f i c i e n t i n c r e a s e s Un d e r t h e s a me p o r o s i t y ， a s t h e p o r o u s c o n c r e t e p a v e me n t t h i c k n e s s i n c r e a s e s ， t h e s o u n d a b s o r p t i o n c o e ffi c i e n t i n l o w f r e q u e n c y t e n d s t o i n c r e a s e ， a n d i n h i g h f r e q u e n c y ， i t t e n d s t o de c r e a s e Th e mi x d e s i g n o f p o r o u s c o n c r e t e p a v e me n t s h o u l d b e c o n s i d e r e d a b o u t p e r me ab i l i t y ， s t r e n g t h， a c o u s t i c p e rfo rm an c e a n d o t h e r f a c t o r s T h e p a p e r r e c o mme n ds p o r o u s c o n c r e t e p a v e me nt p o ros i t y r a n g e s 1 7 - 2 2 f r o m t h e s o u n d a b s o r p t i o n p e r f o rm an c e c o n s i d e r a t i o n s Ke y wor ds： s o u n d abs o rpt i o n c o e f fi c i e n t ； s o u n d a b s o rpt i o n p r o p e r t y ； s t a n d i n g wa v e i n s t r u me n t wa y ； po r o u s c o n c r e t e p a v e me n t l a y e r 随着我国社会经济的高速发展， 近十多年来， 机动车交通 量发展更加迅猛。 截至2 0 1 3 年4 月杭州的机动车保有量突破 了1 0 0 万大关， 与 1 0 年前相比增加了7 倍以上 1 。机动车数 量迅猛增加， 给环境承载带来了严重影响， 城市道路交通噪声 污染是其中非常严重的一项，已经影响了人们的生活质量和 身心健康 。 采用多孔性道路铺装材料是降低机动车与道面 基金项 目： 浙江省教育厅科研项 目( Y 2 0 1 1 2 2 0 1 0 ) 收稿13 期： 2 0 1 3 0 9 0 9 作者简介： 倪彤元， 男， 1 9 7 1 年生， 浙江金华人， 高级工程师， 硕士， 主 要从事道路工程材料方面的教学研究。 地址： 杭州市下城区潮王路 1 8 号， E - ma i h h z n i t y z j u t e d u c n 。 摩擦噪声的重要措施 垌 。 本文利用驻波管对多孔性混凝土铺 装层试件进行吸声特性试验， 研究其吸声降噪机理及材料孔 隙率、 材料厚度等对其吸声性能的影响。 1 多孔性混凝土铺装层试件制作 1 1 试验材料 采用P 0 4 2 5 水泥， 9 3 6 1 3 6 m m碎石， 细砂。试验水灰 比为0 - 3 5 。 1 2 试件制作 首先制作板式试件( 见图1 ) ， 试件尺寸3 0 0 m m x 3 0 0 m m x 6 0 m m ； 再通过取芯方式制作吸声性能测试试件( 见图2 ) 。多 孔性混凝土铺装层配比方案见表 1 。 N E W BUI L DI NG MAT E RI AL S ， l 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 倪彤元， 等： 多孔性混凝土铺装层吸声性能研究 3 2 厚度与吸声系数的关系 多孔混凝土铺装层的厚度不同，对不同频率声波的吸声 系数影响不同。本研究以目标孔隙率为2 2 制备不同厚度 ( 4 0 m m 、 5 0 m m 、 6 0 m m ) 的多孔水泥混凝土铺装层试件， 选择 实测孔隙率最接近目标值的1 个试件作为吸声系数测试试 件。多孔混凝土铺装层厚度与吸声系数关系见图5 。 垛 忸、 2 UU 40 0 50 0 8 00 l 00 0 l 20 0 l 4 00 1 3 倍频程频 谱频： f f H z 图5 多子 L 混凝土铺装层厚度与吸声系数关系 从图5 可以看出， 在孔隙率相同的情况下， 随着多孔混凝 土铺装层厚度的增大，吸声系数峰值对应频率向中低频段移 动趋势， 中低频段的吸声系数有增大的趋势， 而在高频段的吸 声系数则有减小的趋势。 在相同孔隙率条件下， 吸声系数变化 不明显， 建议铺装层厚度以 满足强度要求为前提。 4 结论 、 不同孔隙率试件的低频段声波吸收能力相差不大。 随着 孔隙率的增大， 吸声系数也增大。 在孔隙率相同的情况下， 随 着多孔混凝土铺装层厚度的增加， 中低频段的吸声系数有增 大的趋势， 而在高频段的吸声系数则有减小的趋势。 多孔混凝 土铺装层的配比设计应综合考虑渗透性、 强度、 吸声性能等因 素， 从吸声性能考虑， 本研究推荐多孔混凝土铺装层的孔隙率 为 1 7 2 2 。 参考文献： 1 陈清 杭州主城 区机动车保 有量 即将突破 1 0 0万辆月增 1 7 Y N 【 4 5 】 杭州 ： 都市快报 ， 2 0 1 3 0 3 2 1 陈旭， 曹卫东， 吕伟民 简述国内外低噪声沥青路面研究状况 J 1 _ 石油沥青， 2 0 0 5 ( 1 ) ： 5 0 5 4 荆禄波 低 噪音多孔水泥 混凝土路 面研究 D 北京 ： 北京交通 大 学， 2 0 0 9 刘莲馥 道路噪声测量与评价研究【 D 】 西安： 长安大学， 2 0 0 9 李艳 道路交通 噪声污染 防治措施及 评价研 究 D 成都 ： 西 南交 通大学， 2 0 0 7 雷丽恒， 刘荣桂 透水性道路用 生态混凝 土性能的试验研究 J 混 凝土， 2 0 0 9( 9 ) ： 9 9 1 0 1 丁庆军， 沈凡 刘新权， 等 透水型沥青路面材料的降噪性能 J 长 安大学学报 ： 自然科学版， 2 0 1 0( 2 ) ： 2 4 2 8 马保国， 魏定邦 ， 李相 国， 等 隧道低 噪音 沥青 路面降噪性能研究 【 J J 武汉理工大学学报 ， 2 0 1 0 ( 7 ) ： 6 9 7 1 赵蓉龙 ， 殷东峰 多孔水泥混凝土降噪性能试验研究【 J 1 公路 交通 科技： 应用技术版 ， 2 0 0 9( 1 1 ) ： 6 2 6 5 朱春银 ， 高建明 ， 张金花 多孔混凝土的吸声性能研究 J l _江 苏建 材 ， 2 0 0 9( 4 ) ： 2 3 2 6 何冬林 ， 郭 占成 ， 廖 洪强， 等 多孔 吸声材 料的研究进 展及发展 趋势 J 】 材料导报 ， 2 0 1 2 ( S 1 ) ： 3 0 3 3 0 6 ， 3 3 3 刘鹏辉， 杨宜谦 ， 姚京 川 多孔吸声材料 的吸声特 性研 究【 J 噪声 与振动控制， 2 0 1 1 ( 2 ) ： 1 2 3 1 2 6 A ( 上接第 5页) 【 1 6 王嘉 水泥石 一 石灰 石集料界面过渡 层结构和性 能的研究 J 硅 酸 盐学报 ， 1 9 8 7 ， 1 5 ( 2 ) ： 1 1 4 1 2 1 【 1 7 】 S C R I VE N E R K L ， B E N T U R A， P RA T T P L Q u a n t i t a t i v e c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e t r a n s i t i o n z o n e i n h i g h s t r e n g t h c o n c r e t e s J Ad v C e mR e s ， 1 9 8 8 ， 1 ( 4 ) ： 2 3 0 - 2 3 7 【 1 8 L A RB I J AT h e c e me n t p a s t e - a g g r e g a t e i n t e r f a c i a l z o n e i n c o n c r e t e D D e l f t ： D e l f t U n i v e r s i t y P r e s s ， 1 9 9 1 ： 1 2 7 1 9 】 B E N T Z D P ， S T U T Z MAN P E， G AR B O C Z I E J E x p e mm e n t a l a n d s i mu l a t i o n s t u d i e s of t h e i n t e r f a c i a l z o n e i n e o n c r e t e J 1 Ce me n t a n d C o n c r e t e Re s e a r c h， 1 9 9 2， 2 2( 5 )： 8 91 9 0 2 【 2 0 】 S C R I V E N E R K L T h e mi c ms t mc t u r e o f c o n c r e t e C S K AL N Y J P Ma t e fi a l s S c i e n c e o f Co n c r e t e We s t e 卜v i l l e ， Oh i 0 ： Th e Ame r - c l a n Ce r a mi c S o c i e t y， 1 9 8 9 ：1 2 7 1 61 2 1 】 S C R I V E N E R K L ， G A R T N E R E MMi c r o s t r u c t u r a l g r a d i e n t s i n c e me n t p a s t e aro u n d a g g r e g a t e p a r t i c I e s c ， MI ND E S S S ， S H A H S P Bo n d i n g i n Ce me n t i t i o us C o mp o s i t e P i t t s b u r g h： Ma t e r i a l s Re s e a r c h S o c i e t y ， 1 9 88 ， 1 1 4： 7 7 8 5 【 2 2 】 B E N T Z D P， G A R B OC Z I E J C o mp u t e r mo d e l l i n g of i n t e r f a e i a l t r a n s i t i o n z o n e mi c r o s t r u c t u r e a n d p r o p e r t i e s C A L E XA N D E R M G， ARLI GUI E G， BALL I VY G， e t a 1 En g i ne e r i n g a n d Tr a n s p o r t P r o p e i e s o f t h e I n t e r f a e i a l T r a n s i t i o n Z o n e i n C e me n t i t i o u s Co mp o s i t e s RI L EM Re p o 2 0 ， ENS - Ca c h a n： RI LE M P u b - l i c a t i o n S ARL， 1 9 9 9 ： 3 49 3 8 5 【 2 3 连丽 混凝土显微结构的研莉D 武汉： 武汉理工大学， 2 0 0 6 A NE W BUI L DI NG M ATE RI AL S l 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m