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基于空隙细观结构的多孔隙沥青路面堵塞致降噪性能衰减研究
| 论文题名： | 基于空隙细观结构的多孔隙沥青路面堵塞致降噪性能衰减研究 |
| 关键词： | 道路材料;沥青路面;空隙堵塞;细观结构;吸声系数;降噪性能 |
| 摘要： | 交通量持续增加导致道路沿线交通噪声污染问题日益突出。多孔隙沥青路面由于大的空隙结构，而具有良好的排水和降噪功能，是降低交通噪声的有效途径之一。但多孔隙沥青路面的内部空隙在使用过程中容易被车辆轮胎携带的泥沙、轮胎磨损掉落的胎屑等堵塞，导致空隙率不断衰减，造成多孔隙沥青路面排水、降噪功能退化。现有研究主要关注多孔隙沥青路面空隙堵塞造成的排水性能退化，而对降噪特性研究较少。因此，本文以多孔隙沥青路面空隙为研究对象，开展基于细观结构的多孔隙沥青路面堵塞致降噪性能衰减研究，具有现实意义。 首先，本文设计了3种目标空隙率的PA-13多孔隙沥青混合料，通过试验确定了其最佳沥青用量，并检验了其路用性能；使用体积法、真空密封法和水中重法测试了PA-13的空隙率和有效空隙率，分析不同空隙率测试方法的适用性。其次，选取3种典型堵塞材料，设计了4种堵塞物，进行了堵塞试验；通过常水头渗透法试验、传递函数法试验以及轮胎下落法试验，得到了堵塞前后多孔隙沥青混合料的渗透系数、吸声系数和轮胎-路面振动噪声，研究空隙堵塞对PA-13的渗透、降噪性能的影响。最后，使用X-RayCT扫描和图像处理技术，获取PA-13堵塞前后的空隙细观结构特征，探索堵塞导致的空隙衰减情况以及空隙衰减对PA-13降噪性能的影响。 研究表明：真空密封法可以更准确地测量PA-13的空隙率。目标空隙率大的PA-13抗堵塞能力更强，且渗透系数、吸声系数高，轮胎-路面振动噪声更小；此外，PA-13的渗透系数和吸声系数随堵塞量增大而减小，且渗透系数和轮胎-路面振动噪声受堵塞物类型影响较大。多孔隙沥青路面内部连通空隙占主导地位，未堵塞时体积占比95%以上，且空隙率大的混合料的连通空隙体积更大；随堵塞量增大，PA-13的空隙数量增多，空隙率和空隙平均当量直径减小；不同堵塞物堵塞混合料的部位不同；PA-13的三维空隙率、连通空隙体积、空隙球度、三维空隙平均当量直径、二维空隙平均直径越大，三维比表面积越小，其吸声系数越大。 |
| 作者： | 向顺琳 |
| 专业： | 材料科学与工程 |
| 导师： | 徐鸥明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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