低噪声沥青胶泥在城市道路超薄磨耗层的应用实践
随着城市机动车保有量持续攀升,传统沥青路面带来的行车噪声已成为影响居民生活品质的突出环境问题。超薄磨耗层技术因其厚度薄、施工快、造价低等优势,被广泛用于既有路面的预防性养护;而将“低噪声沥青胶泥”作为超薄磨耗层的关键胶结材料,则进一步兼顾了降噪、抗滑与耐久多重需求,近年来在多个城市主干路、次干路及桥面铺装中取得了显著实效。
一、低噪声沥青胶泥的材料构成与降噪机理
低噪声沥青胶泥通常以高黏高弹改性沥青为主胶,掺配橡胶粉、废胎胶粒或SBS/SEBS复合改性剂,辅以纤维及消音填料。其降噪机理可归纳为:
1. 柔性阻尼:橡胶相的玻璃化转变温度低,可吸收轮胎-路面冲击能,降低结构振动噪声;
2. 孔隙-共振耗散:胶泥与间断级配骨料形成互通空隙,声波在孔隙内反复反射、干涉并转化为热能;
3. 纹理调谐:表面构造深度1.0 mm 左右,既保证抗滑,又使轮胎花纹泵吸噪声频率向高频偏移,人耳敏感度降低。
实验室驻波管及实际道路测试均表明,与常规SMA或密级配AC相比,低噪声胶泥磨耗层可额外降噪3–7 dB(A)。
二、超薄磨耗层结构设计
城市道路的罩面厚度受桥梁净空、人井标高及排水坡度多重制约。低噪声胶泥磨耗层多采用0.8–2.0 cm 的“高韧超薄沥青磨耗层(GT-8/UTFC)”结构:
- 面层:10 mm 左右低噪声胶泥混合料,矿料级配为骨架嵌挤型,空隙率18 %±2 %;
- 粘层:高黏改性乳化沥青同步喷洒,洒布量0.6–0.8 L m⁻²,实现一次成型;
- 下承层:视原路面状况采用铣刨拉毛或精铣刨+清扫+粘层油处治,确保层间抗剪>0.3 MPa(15 °C)。
该结构厚度仅为传统罩面的1/3,可在不抬升标高的情况下完成“白加黑”或“黑加黑”改造。
三、施工关键技术
1. 胶泥温控:改性沥青胶泥黏度高,拌和温度宜控制在170–180 °C,出料温度不低于165 °C;
2. 同步摊铺:采用专用超薄摊铺机,胶轮前置加热,同步喷洒高黏乳化沥青,摊铺速度8–20 m min⁻¹;
3. 静压成型:仅用双钢轮压路机静压2–3遍,避免胶轮揉搓造成空隙堵塞;
4. 快速开放:胶泥温度降至50 °C 以下即可开放交通,通常半小时内完成,显著降低对城市交通的干扰。
四、典型工程实践
1. 佛山禅城彩虹路
该城市次干路原水泥混凝土路面出现破碎板、啃边及噪音投诉。采用1.7 cm 厚GT-8低噪声胶泥磨耗层罩面后,现场实测:
- 车外噪音下降8–12
dB(A),车内噪音下降7–10 dB(A);
- 构造深度1.05 mm,摩擦系数BPN≥55;
- 渗水系数19 mL min⁻¹,远小于规范120 mL min⁻¹;
- 施工当晚即开放交通,社会反响良好。
2. 浙江杭金衢高速杭绍段
超薄磨耗层累计实施面积超过1100 万m²,经3–5 年跟踪观测,降噪效果保持在3 dB(A) 以上,车辙深度<5 mm,未见明显裂缝或脱皮。
3. 北京城市次干路示范段
针对低噪声抗滑需求,采用橡胶粉复合改性胶泥磨耗层,厚度1.2 cm,交通噪声峰值频率由800 Hz 移至2 kHz 以上,居民主观感受“噪声明显柔和”。
五、长期性能与养护对策
1. 空隙堵塞:城市道路扬尘易导致空隙率降低、降噪性能衰减。宜采用高压水+泡沫清洗剂定期吸尘冲洗,每1–2 年一次;
2. 表面老化:紫外与重载耦合下胶泥表面出现硬化、细纹,可采用含砂雾封层或微表处罩面恢复功能;
3. 局部损坏:坑槽、裂缝采用同配方低噪声胶泥热补或冷补料快速修复,避免传统热拌料带来的色差与噪声突变。
六、经济社会效益
- 造价:较传统4 cm SMA罩面节省30–40 %;
- 资源:减少石料、沥青消耗约30 %,碳排放下降25 %;
- 社会效益:沿线居民满意度提升,房产增值潜力增加;夜间交通噪声投诉量平均下降60 %。
结语
低噪声沥青胶泥与超薄磨耗层技术的深度融合,为城市道路交通噪声治理提供了“薄层、高效、绿色”的新路径。通过优化胶泥配方、精细化施工及科学养护,可在不增加道路标高的前提下,实现降噪3–10 dB(A)、抗滑耐久8 年以上的综合目标,具有广阔的推广前景。