沥青路⾯的噪⾳为什么⽐⽔泥路⾯⼩?
⼀、分析汽车在⾏驶会产⽣哪些噪⾳
  汽车所产⽣的这种综合噪声的声源主要包括:汽车-轮胎噪⾳、发动机的机械噪声、燃烧噪声、进排⽓噪声和风扇噪声;底盘的机械噪声、传动噪声和轮胎噪声;车厢振动噪声;货物撞击噪声;喇叭噪声和转向、倒车时的蜂鸣声,汽车防盗器的误鸣等。但!在正常⾏驶情况下,乘⽤车轮胎占汽车噪⾳的80%,⽽⼤型载重汽车轮胎约占70%,当车速超过40km/h轮胎-路⾯噪⾳成了主要的噪⾳源。⽽且这⾥⽐较的是路⾯类型对噪⾳的影响,所以只谈轮胎和路⾯噪⾳。
⼆、轮胎⼀路⾯接触噪声是指当轮胎与路⾯相互作⽤⽽产⽣的噪声, 其来源和有⼏个⽅⾯。
A、泵⽓噪声。当轮胎在路⾯上滚动时, 轮胎上的花纹与路⾯接触, 花纹⾥的空⽓被挤压排出,形成局部的不稳定空⽓体积流。同时, 当轮胎通过压⼊路⾯的封闭洞⽳时, 空⽓也会被挤压出洞⽳。接着当轮胎离开接触⾯时, 空⽓⼜会迅速的填充回轮胎的花纹和道路的洞⽳之中。这种空⽓体积流往返的运动形成单极⼦噪声源。表现为斯斯声。相对⽽⾔沥青路⾯孔隙⼤,⼩孔联通,孔隙内空⽓不会极度压缩和释放,且排出较顺畅,当轮胎滚动时被压缩的⽓体能够通畅地钻⼊路⾯孔隙内, ⽽不是向周围排射, 因⽽减⼩了轮胎花纹的泵⽓噪声。所以沥青路⾯嘶嘶声⼩。同时, 在声学上可以将这种路⾯看成是具有刚性⾻架的多孔吸声材料, 具有相当好的吸声性能, 即在噪声的辐射过程中吸收衰减了⼤量声能(声能转化为热能)。
B、振动噪声。轮胎在凹凸路⾯上滚动时产⽣振动,激发弹性振动噪⾳,包括胎⾯花纹接地时产⽣连续击打路⾯的振动噪⾳、胎⾯相对于路⾯滑动是产⽣的强制振动噪⾳、轮胎前部受压区和后部释放区由于突然的变形产⽣的振动噪⾳,以及由于路⾯的凹凸不规则、纵向宏构造和轮胎不均匀产⽣的胎⾯和胎侧弹性振动噪⾳等。⼀般表现为隆隆声。刹车,快速启动汽车胎⾯相对于路⾯发⽣局部强烈振动。产⽣刺⽿的尖叫噪⾳。⽔泥路⾯横缝、纵缝多,⽽且路⾯刚度⼤,减震缓冲效果差。所以噪⾳⼤。
C、摩擦噪⾳。车轮被压缩的表⾯和路⾯接触并相对运动,引起胎⾯张弛振动⽽产⽣摩擦噪⾳。摩擦⼒⼤,振幅⼤,振动频率⼩,噪⾳较弱。⽽沥青路⾯表⾯更为粗糙,构造深度更⼤,与轮胎的磨差⼒更⼤。所以,噪⾳⼜减少⼀分!
D、空⽓动⼒噪声。主要是指轮胎旋转时造成其周边空⽓压⼒变动⽽产⽣紊流, 使空⽓振动⽽引起的噪声。除⾮汽车以相当⾼的车速⾏驶, 空⽓动⼒噪声⼀般不予考虑。
PS、温度也有影响。⿊⾊路⾯⼀般都⽐⽩⾊路⾯温度稍⾼。当外界温度升⾼时,轮胎的温度也上升,轮胎的结构材料软化,进⽽减少了轮胎-路⾯噪⾳。
总结
沥青路⾯⽐⽔泥路⾯噪⾳⼩,主要由沥青路⾯的柔性结构和孔隙结构,以及⽔泥路⾯的接缝构造决定。
1)柔性路⾯引起的轮载下振动⼩,减少了噪⾳,这是⽐较显⽽易见的。
2)沥青路⾯具有⼤量孔隙,使得沥青路⾯呈现近似于海绵体的结构,导致
a:轮胎作⽤的胎⾯-路⾯真空能够迅速被孔隙内⽓体填充,真空压减少⽽爆破⾳降低。
b:胎⾯-路⾯⾳波在海绵体结构内传播、反射、振动,将声能转换为热能,进⼀步减少噪⾳,这点与隔⾳板、厚雪层的降噪原理相似。实际上,⽬前研究的多孔沥青路⾯,除了具有优异的排⽔、保温功能以外,也具有很好的降噪功能。研究中对多孔沥青路⾯的孔隙率、孔隙分布、孔径进⾏了优化,相⽐⼀般沥青路⾯4%的孔隙率,多孔沥青路⾯孔隙率可以达到15%~20%,使⾳波在孔隙内的耗能达到最⾼,与⽔泥路⾯相⽐⾄少;降低6~7dB,与⼀般沥青路⾯相⽐⾄少减少3~4dB。
3)对于混凝⼟路⾯本⾝⽽⾔,除了其刚性构造对噪⾳产⽣的贡献以外,由于其体积变形特性⽽设置的接缝也能引起车辆通过时的强烈振动,⽽产⽣噪⾳。⽬前主要措施是增⼤接缝间距,如普通⽔泥混凝⼟⾯板接缝间距⼀般 为4~6m,碾压混凝⼟、钢纤维混凝⼟⼀般为6~10m,⽽配
筋混凝⼟⼀般为6~15m,间距的延长能⼤⼤减⼩噪⾳污染。
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