[发明专利]一种超静音路面铺筑材料及应用

说明书

本发明涉及一种超静音路面铺筑材料及应用，该超静音路面铺筑材料包括集料、橡胶以及双组分无溶剂型聚氨酯粘结剂，所述双组分无溶剂型聚氨酯粘结剂的质量百分比为5.0‑6.0％，橡胶的质量百分比为4‑12％，余量为集料；其中双组分无溶剂型聚氨酯粘结剂是由环氧树脂和聚氨酯粘结剂预聚体按照1：3～6的质量比反应合成；本发明的路面铺筑材料采用立方体状的橡胶颗粒与集料接触能够形成连通孔隙，起到良好的吸声降噪作用，而且易形成石‑橡‑石骨架结构，能够与集料更好的接触，保证混合料的稳定性和耐久性。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种超静音路面铺筑材料及应用。

背景技术

21世纪以来，世界卫生组织对城市道路交通噪声污染情况开展多次大规模的调查，结果表明：道路交通噪声污染已经成为全球都在面临的城市问题之一。近年来，随着我国城市人口骤增，生活水平不断提高，小汽车的保有量逐年增加，车流量和车流密度呈现大幅上升，促使城市的道路交通噪声污染越来越严重，并仍有加剧的趋势。而道路交通噪声具有高强度、大范围等显著特点，严重滋扰人们的工作、生活以及身心健康，为了创造良好的城市生活环境，提高人们居住的幸福感，合理解决城市道路交通噪声污染，践行生态文明理念，采取科学的解决措施，控制城市道路交通噪声污染日益迫切。

当前，缓解城市道路交通噪声的主要方法有：噪声源控制、城市绿化带、声屏障和静音路面等。由于成本限制和对城市美观的考虑，选择修建合适的静音路面，有效地降低轮胎/路面噪声，是改善城市道路交通噪声的不错选择。

现有技术中，王涛在《低噪声沥青路面降噪原理及影响因素分析》一文中阐述了低噪声沥青路面降噪影响因素：(1)路表面纹理；(2)沥青混合料的空隙率，有研究表明，当低噪声沥青路面的空隙率在15％～25％(20％左右)，噪声降低最明显；(3)劲度，劲度是表征沥青混合料应力应变关系的物理量。由于沥青类材料的粘弹性，随着加载频率、温度、混合料类型等的变化，沥青混合料劲度变化范围非常大。日本曾经采用橡胶颗粒替代多孔沥青混合料的集料，以增加路面弹性，即减小劲度。结果显示这种混合料相比传统材料制备的多孔沥青混合料，可降低噪声4～5dB(A)。因此高弹性低劲度的材料被认为可以更好地降低噪声水平。但该研究中，橡胶颗粒混合料粒径范围在1～10mm，且空隙率范围达到了35％-40％；而传统的多孔沥青混合料最大集料粒径9～13mm，空隙率约20％。由于空隙率与集料粒径这些因素对于噪声水平也有较大影响，且在实验中并没有得到很好的控制，因此单独劲度对降噪的作用规律依然是认识盲区；(4)温度，路面和空气温度也会影响噪声水平。以往研究表明，路面温度的增加可以减小噪声等级。这种特性主要归功于高温下轮胎与路面劲度降低，导致接触应力减小。对于空隙率大的沥青路面，温度的作用相对更小；(5)集料粒径，颗粒的粒径大，空隙的孔径大，且混合料易生成表面与内部、内部相互之间连通的空隙；粒径小，空隙的孔径小，如果细集料较多，会堵塞空隙，吸声性能降低；(6)路面厚度，理论分析表明，刚性背吸声材料的垂直入射吸声系数随着厚度的增加而增大。当厚度增加到4cm左右时，材料的声学特性已趋稳定，空隙率的作用成为主导。王大华等将同一级配沥青混合料制成3～9cm不同厚度的5块试件，测定其吸声系数。测量数据表明，随着试样厚度的增加，吸声系数峰值所对应的频率逐渐向低频移动，其规律与一般矿棉、玻璃纤维等多孔材料的特性相仿。汽车行驶时轮胎与路面相互作用产生的噪声，其峰值频率，小客车约为800～1200Hz，载货车约为600～800Hz。所以从降低高速公路或城市干道上的交通噪声角度考虑，认为低噪声沥青路面的厚度选取4cm左右较为适宜。