CN205856958U - 一种微表处降噪路面 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微表处降噪路面，包括由下往上依次设置的路基层、水泥稳定碎石基层（1~3层）、沥青透层、热拌沥青混合料面层（下、中、表面层）、复合型降噪微表处铺装层。本实用新型通过优化微表处材料级配构成、添加符合技术要求的橡胶粉及利用钢渣替换粗骨料的组合方案，可以有效提高微表处混合料的降噪性能，并且改善微表处混合料的柔韧性、水稳性及耐磨性等路用性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及道路建筑技术领域，具体来说，涉及一种微表处降噪路面。
背景技术
我国汽车保有量已经位居世界第三，随着汽车流量的急剧增加不可避免地带来了噪声污染。尤其是城市道路交通噪声污染日益严重，已逐渐成为我国城市环境的一大公害，严重地影响着城市居民的正常生活和身心健康。《城市区域环境噪声标准》将70dB、55dB作为白天和夜间的环境噪声控制标准，超过这一限值，会对人和自然产生危害。世界卫生组织在英国《新科学家》周刊发表的报告警告说，噪音是引起紧张和导致很多人死亡的重要原因，在欧洲，心脏疾病或中风死亡的人中，有3％是因为交通噪音所致，全球每年可能有21万人死于噪音。国内医学专家认为，一般情况下，超过60dB的噪音将给人类带来损伤，80、90以上dB的噪音就会使听力受损，而呆在100～120dB的空间内，如无意外，一分钟就会暂时性失聪即致聋。如何提供一种既能满足技术性能又具用降噪功能的路面结构，是目前路面工程研制的热点。
微表处是由改性乳化沥青、矿料、水、填料和添加剂按特定的比例拌合并通过专业施工机械均匀摊铺于道路表面的铺装层，可显著提高道路的使用性能、满足迅速(1h内)开放交通的道路养修要求。近年来，微表处铺装技术表现出延长使用寿命，保持较高的抗滑和耐磨性能、开放交通快、拥有良好的车辙修复功能及封闭效果明显、经济效益和环保效益高的优势。但是微表处铺装路面的行车噪声明显高于其他沥青路面，不仅严重影响驾乘人员的舒适性，更影响到城市环境及居民生活质量。此外，由于微表处路面易受外界环境因素、施工工艺及交通载荷的影响，导致其长期技术性能下降明显。
传统的微表处混合料一般呈悬浮密实结构，粗集料之间的离散性加大，粗细集料分布极易不均匀，难以形成骨架结构；同时微表处铺装层厚度仅为10mm左右，而其混合料的最大公称粒径可达9.5mm，加之可能存在一定数量的针片状矿料，故其凸起明显及不同粒径矿料叠加超限等现象普遍出现，进而使微表处路面上形成相当数量的不同高度的凸起，在形成较大构造深度的同时，也加剧了路面与轮胎间的碰撞、振动及撞击作用，从而使微表处路面噪声显著增大。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种微表处降噪路面，能够利用综合降噪治理技术，构建复合型降噪微表处铺装层，达到有效降低路面噪声的效果，同时实现提高路面性能稳定性的目的。
为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种微表处降噪路面，包括由下往上依次设置的路基层、第一水泥稳定碎石基层、第二水泥稳定碎石基层、第三水泥稳定碎石基层、沥青透层、热拌沥青混合料下面层、热拌沥青混合料中面层、热拌沥青混合料表面层、复合型降噪微表处铺装层。
进一步的，所述复合型降噪微表处铺装层的混合料包括钢渣和橡胶粉。
优选的，所述水泥稳定碎石基层(1～3层)各层厚度均为16-20cm。
优选的，所述热拌沥青混合料下面层的厚度为6-10cm。
优选的，所述热拌沥青混合料中面层的厚度为4-8cm。
优选的，所述热拌沥青混合料表面层的厚度为3-5cm。
进一步的，所述复合型降噪微表处铺装层经轻碾压工艺处理。
本实用新型的有益效果：(1)复合型降噪微表处与传统微表处相比，具有更为充分的时间进行摊铺成型、施工可操作性强及混合料固化程度好的技术优势；其高温性能(动稳定度：2980次/mm)提高89.2％；其低温性能(低温抗弯破坏应变με)提高23.3％；其抗滑性能略有下降(其中：构造厚度为0.75mm，下降37.5％；摩擦系数为70下降6.7％)，但仍满足规范要求；抗剪性能(0.6MPa)提高42.9％；
(2)复合型降噪微表处的降噪性能显著，相比普通微表处路面，其吸声降噪性能提高了25％，减振性能提高了17.4％，同时其降噪性能长期稳定，后期降噪性能提高3.6％。故复合降噪微表处的降噪优势明显，可以有效弥补传统微表处路面的技术缺陷，因此复合型降噪微表处的应用有十分积极的现实意义；
(3)复合型降噪微表处与普通微表处相比，复合型降噪微表处长期使用性能稳定：在多次车轮荷载的反复作用下，降噪微表处混合料的构造深度和摩擦系数产生一定衰减，但仍满足规范要求；
(4)复合型降噪微表处采用钢渣和胶粉作为混合料组成部分，不仅可以提高降噪性能，更能充分利用废旧材料，符合可持续发展和环境友好的建设理念。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本实用新型实施例所述的微表处降噪路面的结构示意图。
图中：
1、路基；2、第一水泥稳定碎石基层；3、第二水泥稳定碎石基层；4、第三水泥稳定碎石基层；5、沥青透层；6、热拌沥青混合料下面层；7、热拌沥青混合料中面层；8、热拌沥青混合料表面层；9、复合型降噪微表处铺装层。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，根据本实用新型实施例所述的一种微表处降噪路面，包括由下往上依次设置的路基1、第一水泥稳定碎石基层2、第二水泥稳定碎石基层3、第三水泥稳定碎石基层4、沥青透层5、热拌沥青混合料下面层6、热拌沥青混合料中面层7、热拌沥青混合料表面层8、复合型降噪微表处铺装层9。
所述复合型降噪微表处铺装层9的混合料包括钢渣和橡胶粉。
所述第一水泥稳定碎石基层2、第二水泥稳定碎石基层3、第三水泥稳定碎石基层4的厚度均为16-20cm。
所述热拌沥青混合料下面层6的厚度为6-10cm。
所述热拌沥青混合料中面层7的厚度为4-8cm。
所述热拌沥青混合料表面层8的厚度为3-5cm。
所述复合型降噪微表处铺装层9经轻碾压工艺处理。
其中，矿料各项技术指标如下：
其中，改性沥青混凝土层中改性乳化沥青技术指标的实测结果如下：
其中，水泥各项技术指标如下：
其中，路用钢渣技术指标的实测结果如下：
其中，橡胶粉各项技术指标的实测结果如下：
在具体使用时，根据本实用新型所述的微表处降噪路面，通过优化微表处材料级配构成、添加符合技术要求的橡胶粉及利用钢渣替换粗骨料的组合方案，可以有效提高微表处混合料的降噪性能，并且改善微表处混合料的柔韧性、水稳性及耐磨性等路用性能。
技术设计阶段1：
鉴于钢渣作为新型的筑路材料，不仅具有强度高、耐磨耗、低压碎值、颗粒形状良好及化学性质稳定的特点；尤其利用钢渣较大的孔隙率，可显著改变声波的传播路径，起到消耗声能的作用，达到了有效降低噪声的效果。由于钢渣和乳化沥青的结合性较差，过多的钢渣会使微表处混合料发生离析，因此钢渣的粒径及掺量需严格控制。
本阶段采用钢渣替换4.75mm档矿料进行钢渣降噪微表处混合料配合比设计，同时调整优化微表处混合料中矿料(含钢渣)级配组成，构成不同的混合料结构，通过试验选择有利于降低路面噪声的级配类型，可以达到提高微表处混合料降噪性能的目的。因此，首先进行钢渣微表处配合比设计(包括：矿料级配、沥青用量、外加水量及水泥掺量)，得到路用性能满足规范的要求，同时降噪性能较优的3组微表处配合比方案。(本试验采用驻波管法测定微表处混合料的吸声系数，并以最大吸声系数作为评价混合料降噪性能的关键指标。)技术设计阶段2：
由于矿料级配、钢渣、橡胶粉掺量及细度等因素都影响微表处混合料的降噪性能，因此本阶段采用正交试验设计方法，进行复合降噪微表处混合料的配合比设计，量化分析各影响因素，确定关键影响因素、优化降噪配合比组合，最终在满足微表处路用性能要求的基础上，达到最优的降噪效果。
其中，正交试验的三个影响因素为：配合比(阶段1确定)、胶粉目数及胶粉掺量；驻波管法测定的降噪微表处混合料的最大吸声系数作为评价混合料降噪性能的关键指标；可拌合时间、粘聚力水平(30min及60min)、轮辙横向变化率及湿轮磨耗损失(1h及6d)作为评价其路用性能的技术指标。
技术设计阶段3：
本阶段模拟胶轮压路机进行轻度压实，以达到提高微表处路面性能稳定性及使用寿命，同时降低微表处路面噪声的目的。利用试验平台进行路面性能和降噪性能的影响评价，以确定满足路面性能及降噪性能最佳的压实参数及工况。
技术要点包括：(1)复合微表处混合料试件的制作流程；(2)轻碾压实相关技术参数：设置碾压成型机的静线荷载为154kN/cm，碾压次数为5次，碾压速度为3.5km/h；(3)路用性能评价指标包括：动稳定度、低温抗弯破坏应变、构造深度及摩擦系数和抗剪强度；降噪性能评价指标包括：最大吸声系数和VLzeq(铅垂向等效连续振级值)。
技术设计阶段4：
基于以上3个技术设计阶段，本阶段采用多功能车辙试验仪作为基础实验平台，进行长期使用性能的评价：每隔一段试验时间(相当一定累计交通量)测定其构造深度及摩擦系数或取其芯样测定吸声系数，得到降噪微表处路面在累计交通荷载作用下抗滑性能及降噪性能的变化曲线。经过比选，确定长期使用性能最优的复合降噪微表处方案。
本研究采用多功能车辙试验仪作为基础实验平台，试验仪通过油压驱动试验轮与试验底板分别进行横向及纵向的周期性运动，可实现轮胎与路面之间相互作用状况的真实模拟，以评价降噪微表处路面的长期使用性能。其中，底板可以同时加载2块试件(平面尺寸：300mm×300mm)，且该基础试验平台在密封舱中进行工作，既能有效控制舱内温度和湿度，也可以通过调节灯光模拟微表处路面日照老化过程，因此本试验平台是一个全天候的表面功能模拟系统。
综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，本实用新型：(1)复合型降噪微表处与传统微表处相比，具有更为充分的时间进行摊铺成型、施工可操作性强及混合料固化程度好的技术优势；其高温性能(动稳定度：2980次/mm)提高89.2％；其低温性能(低温抗弯破坏应变με)提高23.3％；其抗滑性能略有下降(其中：构造深度为0.75mm，下降37.5％；摩擦系数为70下降6.7％)，但仍满足规范要求；抗剪性能(0.6MPa)提高42.9％；(2)复合型降噪微表处的降噪性能显著，相比普通微表处路面，其吸声降噪性能提高了25％，减振性能提高了17.4％，同时其降噪性能长期稳定，后期降噪性能提高3.6％。故复合降噪微表处的降噪优势明显，可以有效弥补传统微表处路面的技术缺陷，因此复合型降噪微表处的应用有十分积极的现实意义；
(3)复合型降噪微表处与普通微表处相比，复合型降噪微表处长期使用性能稳定：在多次车轮荷载的反复作用下，降噪微表处混合料的构造深度和摩擦系数产生一定衰减，但仍满足规范要求；
(4)复合型降噪微表处采用钢渣和胶粉作为混合料组成部分，不仅可以提高降噪性能，更能充分利用废旧材料，符合可持续发展和环境友好的建设理念。
同时，经过轻碾压工艺后，本实用新型：
1)对比常规方式成型的降噪微表处混合料，经过轻碾压实后，各降噪微表处混合料的高温性能均得到了显著提高。
2)通过轻碾压实后，各降噪微表处混合料的抗滑性能略有降低，其中构造深度都有所降低，但各降噪微表处混合料抗滑性能仍满足规范的相关要求。
3)对比常规成型方式，经过轻碾压实后，各降噪微表处混合料的抗剪强度均得到了不同程度的提高。
4)通过吸声降噪性能测试：经过轻碾压实后，各降噪微表处混合料的最大吸收系数普遍提高。
5)通过减振降噪性能测试：轻碾压实工艺可以使各降噪微表处混合料的振级值发生了不同程度的下降，表明轻碾压实工艺一定程度上可以提高各降噪微表处的减振降噪性能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种微表处降噪路面，其特征在于，包括由下往上依次设置的路基层（1）、第一水泥稳定碎石基层（2）、第二水泥稳定碎石基层（3）、第三水泥稳定碎石基层（4）、沥青透层（5）、热拌沥青混合料下面层（6）、热拌沥青混合料中面层（7）、热拌沥青混合料表面层（8）、复合型降噪微表处铺装层（9）。
2.根据权利要求1所述的微表处降噪路面，其特征在于，所述复合型降噪微表处铺装层（9）的混合料包括钢渣和橡胶粉。
3.根据权利要求1所述的微表处降噪路面，其特征在于，第一水泥稳定碎石基层（2）、第二水泥稳定碎石基层（3）、第三水泥稳定碎石基层（4）、的厚度均为16-20cm。
4.根据权利要求1所述的微表处降噪路面，其特征在于，所述热拌沥青混合料下面层（6）的厚度为6-10cm。
5.根据权利要求1所述的微表处降噪路面，其特征在于，所述热拌沥青混合料中面层（7）的厚度为4-8cm。
6.根据权利要求1所述的微表处降噪路面，其特征在于，所述热拌沥青混合料表面层（8）的厚度为3-5cm。
7.根据权利要求1所述的微表处降噪路面，其特征在于，所述复合型降噪微表处铺装层（9）经轻碾压工艺处理。
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