利用輪胎-路面噪聲實(shí)時(shí)測量路面構(gòu)造深度的方法研究.pdf

1、路面質(zhì)量檢測在公路養(yǎng)護(hù)工程中發(fā)揮著越來越大的作用，但越來越多的工程病害、事故表明，現(xiàn)有的路面檢測速度已難以跟上公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)所需。盡管工程中采取了改進(jìn)措施，但仍不時(shí)出現(xiàn)檢測結(jié)果與實(shí)際路面質(zhì)量狀況不符的情況。由于路面病害發(fā)展迅速，同時(shí)路面檢測頻率、效率又太低，參考的路面數(shù)據(jù)相對滯后，以致難以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地預(yù)報(bào)路面質(zhì)量狀況。路面抗滑性能與行車安全緊密相關(guān)，構(gòu)造深度作為表征抗滑性能的要素之一，其重要性不言而喻。輪胎-路面噪聲時(shí)刻伴隨車輛運(yùn)行，隨

2、表征路面紋理的構(gòu)造深度的變化而變化。為了提高路面構(gòu)造深度檢測效率，需要在采集輪胎-路面噪聲信息的同時(shí)，又能通過分析將對應(yīng)的構(gòu)造深度瞬間呈現(xiàn)。因此，實(shí)時(shí)測量路面構(gòu)造深度這一指標(biāo)來間接反映路面的質(zhì)量狀況便具有重大的工程意義。
　　本文首先總結(jié)分析了國內(nèi)外瀝青路面構(gòu)造深度測量方法及其優(yōu)缺點(diǎn);著重分析了輪胎、路面各影響因素對輪胎-路面噪聲的影響，除此之外，還簡要分析了非路面因素的影響;分析得知由于輪胎因素影響機(jī)理復(fù)雜，各種因素綜合影響，通

3、過設(shè)計(jì)采用同一輪胎在不同速度、不同路面類型狀況下試驗(yàn)，采集噪聲數(shù)據(jù)信息，通過MATLAB軟件編程將輪胎與路面噪聲試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉轉(zhuǎn)換，用EXCEL軟件將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，在EXCEL中運(yùn)用主成分分析法選取出代表路面特性的第一主成分向量，并再將新數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB中，以圖像的形式呈現(xiàn)。通過對第一主成分向量圖像的分析，得知可以用它來對路面構(gòu)造深度進(jìn)行預(yù)測，并加以驗(yàn)證。
　　分析、研究所得成果如下:
　　(1)傳統(tǒng)手工鋪砂法在國內(nèi)外

4、仍適用，車載式激光構(gòu)造深度儀法已成普遍，但是效率較低，中美對比中看出美國已對用聲音來測量噪聲進(jìn)行了研究，但并未有所突破。
　　(2)噪聲的主要評價(jià)指標(biāo)是A計(jì)全聲壓級和1/3倍頻帶頻譜圖，聲壓級與聲壓、聲壓與電壓可以相互轉(zhuǎn)換;輪胎-路面噪聲主要有花紋噪聲和輪胎振動噪聲，輪胎振動噪聲與路面的紋理特性無關(guān)，而與路面構(gòu)造深度相關(guān)的噪聲是花紋噪聲。
　　(3)輪胎因素中，抗滑、耐磨性能的輪胎噪聲聲壓級越大;花紋是影響路面噪聲的首要因素

5、，花紋對聲壓級的變化范圍影響最大;存在一個臨界溝槽深度，使得噪聲聲壓級在此深度達(dá)到最大值;在標(biāo)準(zhǔn)胎壓下增大或減小氣壓，輪胎-路面噪聲的聲壓峰值都有所提高，并且聲壓級隨著頻率的增大而做周期性變化。
　　(4)路面因素中，路面結(jié)構(gòu)不同，輪胎-路面噪聲的變化也有所不同且差異較大;路面空隙率影響較大，聲壓級與空隙率成一次函數(shù):y=-0.5514x+86.898，空隙率越大，構(gòu)造深度隨之增大，輪胎-路面噪聲逐漸降低。
　　(5)非路面

6、因素中，車速對輪胎-路面噪聲的影響最大，噪聲隨著車速的增加而增加，但增加幅度越來越小，遵循公式:y=35log(1+10/v)。高速行駛時(shí)，聲壓級峰值在頻率為1000Hz附近;隨著荷載的加大，路面噪聲先增大，但增加的幅度慢慢降低，之后噪聲又慢慢減小;隨著溫度的升高，路面噪聲不斷減小，但在不同車速測試下沒有規(guī)律性;路面干濕度狀況對一般密實(shí)型瀝青路面影響較小，而對于多空隙路面影響較大。
　　(6)對各聲壓級差值進(jìn)行排序，發(fā)現(xiàn)輪胎因素對