[发明专利]一种利用超声波检测装置检测沥青混凝土降噪性能的方法

说明书

技术领域

本发明一种利用超声波检测装置检测沥青混凝土降噪性能的方法，属道路路面材料降噪性能评价方法领域。 

背景技术

路面材料的降噪性能可以通过室内测量材料的吸声系数和现场测量路面胎噪水平进行评价。

室内测量材料的吸声系数常用驻波管法进行测量，其测量仪器一般由驻波管+声源系统（扬声器、声频信号发生器、放大器）+探测器组成。其测量原理为：驻波管为一金属（塑料）直管，它的一端可以用夹具安装试件，另一端接好扬声器，声频讯号由声频发生器产生，经放大器进行放大，由扬声器发出单频声波，声波在驻波管内传播，由于管径较小，与音频声波的波长相比，可近似将声波面看作为平面入射波，沿管内直线传播；当入射到试件后，进行反射，由于反射波与入射波传递的方向和相位相反，声压产生叠加，干涉而形成驻波，并在驻波管的某个位置形成声压最大值和声压最小值，利用可移动的话筒探管测量出驻波声压最大值( Pmax) 和声波最小值( Pmin) ，两者之比为驻波比，材料的吸声系数可以通过驻波比用公式计算求出。

驻波管测量材料的吸声系数具体操作方法在国家标准《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》（GBJ 88-85）已经有详细的叙述。其优点是测出的结果能直接反映材料的吸声性能，受外界干扰小，缺点是要求将材料按照一定的规格切割，将被测材料放进驻波管中进行测量，由于材料和管壁之间不能准确吻合使得测量结果存在一定的误差，并且该方法只能测量垂直入射的情况，实验室里得到的结果并不能完全反映材料在现场实际使用中的吸声性能，已有的研究表明（许雪莹，骨架密实型低噪音路面降噪机理的研究，博士论文，2007），对于密实型沥青混凝土，材料的吸声系数差别不大，其降噪效果主要来自于沥青混合料的减振降噪。另外整套检测装置复杂，只有少量实验室配置。

现场测试路面胎噪水平主要包括拖车法、声强法和近轮胎声压法。拖车法，在ISO 11819- 2 中有详细的叙述。该方法主要量测路面表面附近的声压，对于轿车轮胎测试传声器按一定的角度置于距离路面10cm，距离轮胎侧壁20cm处，测量行驶过程中A 声级及频谱。拖车法的缺点是需要专门的测试路段、需要专门设计的拖车等。声强法类似于拖车法, 采用两个平行的声强传声器, 并在声强传声器前端放置风罩或鼻锥, 测量得到的声强是距离轮胎侧壁10cm, 离路面与轮胎的接触点70-80mm 处发出的噪声, 而且不需要消声罩, 主要是两个传声器的距离已知, 相对相位固定不变, 通过一定的计算方法可以消除背景噪声、风噪等影响。这种方法可在任何轮胎上使用。近轮胎声压法采用量测噪声声压的方法, 能使传声器尽可能接近轮胎, 同时采集车辆速度、路面/轮胎耦合噪声和路面不平整度的数据。

现场测试路面胎噪水平的方法最主要的缺陷是测得的噪声水平受其他交通车辆、发动机、轮胎特性的干扰较大，难以准确反映路面材料的吸声性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用超声波检测装置检测沥青混凝土降噪性能的方法，通过简便易行的操作方法间接反映材料的降噪性能，从而完成对不同道路路面材料的降噪性能的快速比较和评价。

1、本发明一种利用超声波检测装置检测沥青混凝土降噪性能的方法，是采用已知试样长度L、体积密度ρ的沥青混凝土标准检测试样，将该检测试样两端分别经超声波发射换能器和超声波接收换能器与非金属超声波检测仪的两个发射端口连接，通过超声波检测装置，测量超声波从发射换能器至接收换能器之间的传播时间t，据已知试样长度L求得超声波在该检测试样中的传播速度υ，并根据能表征检测材料降噪性能的动态模量E 的理论计算公式计算检测试样材料沥青混凝土的动态模量E，从而通过检测试样材料降噪性能的动态模量E，间接评价相关道路路面沥青混凝土材料降噪性能；所述材料动态模量E 的理论计算公式为：