论文部分内容阅读
21世纪以来,我国高速公路建设高速发展,形成了快速、高效、便捷的交通网络。与此同时,道路噪声问题日趋严重,降噪性能良好的多孔沥青混合料(PAC)应运而生。目前,关于PAC 降噪性能的研究主要基于宏观空隙率,但空隙率相同的 PAC 往往呈现出不同的性能。为此,论文从细观结构角度出发,研究空隙特征参数对其降噪性能的影响,并通过结构优化设计提出合理设计方案,为缓解道路交通噪声及PAC的设计与应用提供理论参考与支持。
论文通过驻波管法测定不同空隙率PAC吸声系数,分析空隙率对PAC吸声性能的影响;基于CT扫描图像,利用方形区域图像分割技术,分析PAC内空隙分布特征;基于灰关联熵分析法,研究空隙等效直径对PAC吸声性能的影响。研究结果表明:吸声系数峰值及峰值对应频率随空隙率的增大而增大,对中高频噪声吸收作用更佳;PAC内部以小空隙居多,空隙面积主要在6mm2以下,空隙等效直径主要在1-3mm;在交通噪声主要频率范围内,PAC吸声性能主要受等效直径在3-4mm范围内的空隙影响。
此外,论文结合气流速度对PAC流阻率的影响,对刚性骨架多孔材料的Zwikker-Kosten模型进行了改进,在此基础上,分析了空隙特征参数对PAC吸声性能的影响。研究结果表明:吸声系数峰值及峰值对应频率随空隙率的增大而增大;吸声系数峰值随空隙等效直径的增大而增大,但峰值对应频率变化较小;吸声系数峰值随空隙长度增大变化较小,但峰值对应的频率明显降低,即吸声系数峰值主要受空隙率影响,而峰值对应频率主要受空隙长度影响。
最后,结合噪声产生机理及交通噪声主要频率范围,利用模拟退火算法进行结构优化设计,基于优化结果分析影响PAC吸声性能的主要空隙参数。结果表明:在500-1000Hz频率内,可通过增大空隙率及空隙长度提高PAC的吸声性能;在1000-1500Hz频率内,空隙率对PAC的吸声性能起着至关重要的影响。并结合小型车为主道路噪声频率范围(800-1500Hz),对PAC进行结构优化设计,结果表明:当PAC空隙等效直径为3mm,空隙率为22%,路面厚度为40mm, PAC吸声性能较好。
论文通过对不同空隙率PAC吸声性能的研究,得到了影响PAC吸声性能的空隙等效直径范围及各噪声频率范围内影响PAC吸声性能的主要空隙参数,提出了PAC合理结构设计方案,为实际工程提供参考与借鉴。
论文通过驻波管法测定不同空隙率PAC吸声系数,分析空隙率对PAC吸声性能的影响;基于CT扫描图像,利用方形区域图像分割技术,分析PAC内空隙分布特征;基于灰关联熵分析法,研究空隙等效直径对PAC吸声性能的影响。研究结果表明:吸声系数峰值及峰值对应频率随空隙率的增大而增大,对中高频噪声吸收作用更佳;PAC内部以小空隙居多,空隙面积主要在6mm2以下,空隙等效直径主要在1-3mm;在交通噪声主要频率范围内,PAC吸声性能主要受等效直径在3-4mm范围内的空隙影响。
此外,论文结合气流速度对PAC流阻率的影响,对刚性骨架多孔材料的Zwikker-Kosten模型进行了改进,在此基础上,分析了空隙特征参数对PAC吸声性能的影响。研究结果表明:吸声系数峰值及峰值对应频率随空隙率的增大而增大;吸声系数峰值随空隙等效直径的增大而增大,但峰值对应频率变化较小;吸声系数峰值随空隙长度增大变化较小,但峰值对应的频率明显降低,即吸声系数峰值主要受空隙率影响,而峰值对应频率主要受空隙长度影响。
最后,结合噪声产生机理及交通噪声主要频率范围,利用模拟退火算法进行结构优化设计,基于优化结果分析影响PAC吸声性能的主要空隙参数。结果表明:在500-1000Hz频率内,可通过增大空隙率及空隙长度提高PAC的吸声性能;在1000-1500Hz频率内,空隙率对PAC的吸声性能起着至关重要的影响。并结合小型车为主道路噪声频率范围(800-1500Hz),对PAC进行结构优化设计,结果表明:当PAC空隙等效直径为3mm,空隙率为22%,路面厚度为40mm, PAC吸声性能较好。
论文通过对不同空隙率PAC吸声性能的研究,得到了影响PAC吸声性能的空隙等效直径范围及各噪声频率范围内影响PAC吸声性能的主要空隙参数,提出了PAC合理结构设计方案,为实际工程提供参考与借鉴。