有没有开车跑过老国道的朋友?肯定对那种轰隆轰隆的胎噪印象深刻,开半个小时下来,耳朵嗡嗡响,说话都得扯着嗓子喊。现在跑新建的高速就不一样,安安静静的,连听歌都不用开大声。为啥差别这么大?其实秘密不在车,在你脚下踩的路面材料,从水泥路换到沥青路,这里头讲究可不少。

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水泥路是实打实的刚性结构,整个路面硬得像整块石板,表面几乎没什么孔隙。轮胎滚上去全程都是硬碰硬,跑快了之后,轮胎花纹和路面缝隙之间的空气被反复压缩释放,像个不停工作的小气泵,业内把这个叫做“泵吸作用”,这就是水泥路噪音大的核心原因。水泥路还怕热胀冷缩,每隔一段就得留一道伸缩缝,轮胎每次压上去都会发出咯噔一声,走一趟下来噪音能不小吗。

别小看几分贝的差距,实际开起来体验差得不是一星半点。数据显示,普通水泥路的噪音比一般沥青路面高出0.7到6.3分贝不等,车速越快差距越明显。时速跑到120公里的时候,沥青路面的车内噪音大概是65分贝,和咱们日常聊天差不多,水泥路却能达到72分贝以上,差不多是人大声喊的音量,开久了真的闹心。

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沥青路能这么安静,核心就是带了多孔吸声的buff。沥青混合料内部有大量连通的微小孔隙,这些孔隙就像咱们家里用的隔音海绵,能直接把轮胎滚动产生的声波吸进去,把声能转成内能消耗掉。孔隙率越大,吸声效果就越好,多孔性沥青路面的垂直入射吸声系数能达到0.6到0.7,比普通沥青路面高出不少。

除了会吸声,沥青本身还有一定弹性,不像水泥路那样死硬。轮胎和路面接触产生的振动,会被沥青的弹性缓冲掉不少,传出来的噪音自然就小了。就算都是沥青路,不同粗细的混合料降噪效果也不一样,北京的路面研究发现,AC-10型沥青路面的胎噪比AC-16型低大约百分之五,主要就是因为“泵吸作用”被削弱了。

很多人没注意,车速不同,汽车噪音的主要来源也不一样。车速低于每小时40公里的时候,发动机的噪音才是大头。超过40公里之后,轮胎和路面摩擦产生的噪音就慢慢变成了主要来源,这时候路面材料的吸音能力,直接决定了开车的安静程度。

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既然沥青路开着这么舒服,为啥不所有路都铺沥青呢?这里头得算一笔明白账。水泥路初期建设成本确实比沥青路低,水泥混凝土每立方米只要三四百元,沥青混凝土要两千到四千元,初期投入差出去好几倍。可水泥路一旦坏了,修起来特别麻烦,得把破损的地方凿掉重新浇筑,养护周期长达28天,封路那么久对交通影响特别大。

沥青路就灵活多了,哪坏了补哪,补完冷却当晚就能通车,完全不耽误第二天出行。把整个使用周期的成本算下来,沥青路面的经济成本反而比水泥路更划算。也正因为沥青路噪音小、舒适度高还好养护,国内绝大多数高速公路都用了这种材料。

不过经常跑高速的老司机肯定发现了,收费站那一小段路面,大多还是水泥铺的。这可不是施工单位偷工减料,是特意设计的。收费站区域天天有大货车频繁刹车起步,沥青是柔性路面,抗剪强度不如水泥,长期承受反复剪切力很容易出现拥包变形,用刚性更强的水泥路反而更耐用。

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两种材料算是各司其职,既兼顾了长途行车的舒适性,又保证了特殊区域的结构强度,安排得明明白白。现在不光高速用沥青,城市道路和老旧国省道改造,把原来的水泥路改成沥青路已经成了普遍做法,业内把这个叫做“白改黑”。

广东清远交通运输部门就规划,2023到2025年间要给全市18条国省道路段做预防养护,力争完成337公里国省道的沥青路面铺设。当地居民说,水泥路的时候汽车开过灰尘多、噪音大,换成沥青路之后,这些老困扰减轻了好多,居住环境都变舒服了。

沥青材料本身也在不停升级改进,近些年多孔沥青路面、橡胶沥青混合料这些新型路面材料逐步推广,进一步提升了降噪效果和耐久性。江西宜春等地做公路养护,已经开始推广高延弹超薄罩面和共振碎石化技术,还能把废旧路面材料再生利用,既降低了施工成本又减少了碳排放。

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新型沥青路面能再把噪音降低3到5个分贝,体验又上了一个台阶。不过多孔结构也会带来一点小麻烦,会让混合料强度下降,还会让施工工艺变得更复杂。怎么在降噪效果和路面耐久性之间找到平衡,至今还是工程界一直在探索的课题。

从水泥换成沥青,看着只是路面颜色变了,背后其实涉及声学原理、材料科学和工程实践多个领域的学问,远没看着那么简单。对普通司机来说,这种变化带来的就是更安静的驾驶环境,更舒服的出行体验。对道路管理部门来说,选材料还要综合考虑造价、工期和长期维护成本,没法只看一面。

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现在低噪声路面技术越来越成熟,未来的道路建设,肯定会在满足通行需求的同时,更多考虑怎么减少噪音对沿途居民和驾驶者的干扰,让大家出门再也不用被噪音困扰。

参考资料:中国交通报 低噪声路面技术发展与应用实践