多层次多孔沥青路面吸声性能模型与分析

来源：中国血液净化杂志2023年第12期北京时间：

作者：李明亮, 李俊, 袁旻忞, 武昊, 韩丁丁

单位：1. 交通运输部公路科学研究院, 北京 100088;2. 道路结构与材料行业重点实验室, 北京 100088;3. 国家环境保护道路及交通噪声控制工程技术中心, 北京 100088"],"fundList_en":["Key Project of Building China's Strength in Transportation Pilot Tasks from Research Institute of Highway Ministry of Transport (QG2021-1-4-5); General Projects of Beijing Natural Science Foundation (8232015)

摘要：针对国内外缺少有效的多孔路面降噪功能设计方法的问题，基于多孔固体介质的理论吸声模型和传递矩阵方法，构建了多层次多孔沥青路面吸声系数模型并开展观测分析。模型以多孔沥青混合料空隙率、集料粒径、厚度等材料和体积指标为输入参量，能够较好地辅助混合料设计。首先，通过CT扫描图像分析，建立预估孔隙结构迂曲度、等效半径以及表层空隙过渡区空隙率的回归方程，基于此形成孔隙结构流阻率预估模型。进一步地，采用传递矩阵的方法开发了多层次多孔路面结构吸声系数模型，分析了过渡区空隙率的影响。最终，利用模型对比了不同设计参数及结构组合形式的吸声性能变化规律。研究结果表明：考虑表层过渡区空隙率变化的预测模型精度更高，这对实际路面降噪设计和预估更为有效；表层空隙率主要影响第1个吸声峰值的频率位置，频谱上2个峰值的变化趋势随空隙率的增减一致；底层空隙率同时影响2个峰值的频率位置，而2个峰值随底层空隙率的大小变化趋势相反；常用集料最大粒径的影响较小；厚度主要决定吸声系数峰值频率的位置；当单层多孔沥青混合料厚度与双层多孔路面总厚度一致时，二者具有相近的吸声性能；对于3层多孔沥青路面结构，其表层、中层和底层的连通空隙率分别对吸声系数曲线的第2和第3峰值、第1峰值以及第1峰值频率产生主要影响。因此，通过模型分析，为每个层次选择适当的空隙率、厚度等设计参数值，可以增强对特定频率轮胎/路面噪声的吸收效果，优化多孔路面的降噪功能。

关键词：路面工程,吸声性能模型,传递矩阵,多层次多孔沥青路面,流阻率,空隙率

基金资助：交通运输部公路科学研究所(院)交通强国试点项目(QG2021-1-4-5)；北京市自然科学基金项目(8232015)