Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Файлы

Андронов С.Ю., Пыжов А.С.

Статья в формате PDF

287 KB

Акустическое (шумовое) загрязнение окружающей среды в результате движения потоков автомобилей уже выросло в серьёзную экологическую проблему. В крупных городах затраты на борьбу с шумовым загрязнением составляют огромные суммы и непрерывно растут.

В настоящее время, для снижения уровня шума при качении колёс автомобиля по поверхности покрытия, применяют высокопористые асфальтобетоны с открытой текстурой (дренирующие). При пористости дренирующего асфальтобетона близкой к 10% средний уровень шума от движения автомобилей снижается на 2-4 дБ [1] по сравнению с покрытиями из плотного асфальтобетона [3].

Серьёзным недостатком покрытий из высокопористых асфальтобетонов является практически полная потеря ими шумопоглощающих свойств при эксплуатации покрытия в течение 2-3 лет [1]. За это время мелкие минеральные частицы (в основном пыль, занесённая на проезжую часть с прилегающего почвенного слоя) практически полностью забивают поры.

В Саратовском Государственном Техническом Университете (СГТУ) предложена экологически безопасная, энерго- и ресурсосберегающая технология холодного асфальта с вязким дисперсным битумом [2]. Особенность технологии в том, что при смешении холодных увлажнённых минеральных составляющих с органическим вяжущим рабочей температуры в объёме смеси образуется эмульсия на твёрдом эмульгаторе, роль которого выполняют главным образом частицы порошковой фракции. Температура готовой смеси не превышает 25-40ºC.

Для асфальтов с дисперсными органическими вяжущими характерна принципиальная невозможность уплотнения до плотности горячего асфальтобетона. При уплотнении сближению частиц препятствует  вода, заполняющая все поры, а также клеящее действие битума. Поэтому асфальт с дисперсными органическими вяжущими имеет остаточную пористость около 10% [2], что в сравнении с горячим плотным асфальтобетоном обуславливает способность снижать уровень шума при движении по нему автомобилей. После испарения воды асфальтовяжущее вещество имеет тонкопористую структуру [2] , в которой большая часть пор закрыта, что обеспечивает защиту от проникновения мелких минеральных частиц вглубь материала.

Величина снижения уровня шума  ΔL покрытиями с дисперсными органическими вяжущими может быть определена из выражения:

ΔL= L_п - L_д , дБ  (1)

где L_п - уровень интенсивности звука при движении автомобилей по покрытиям из плотного асфальтобетона [3]; L_д - то же для покрытиях с дисперсными органическими вяжущими.

Известно [4], что уровень интенсивности звука L определяется по формуле:

 (2)

где Е - модуль упругости; ρ - плотность; l₀  - стандартный порог слышимости; V_m - колебательная скорость частиц.

В зависимости от назначения показатели плотности и модуль упругости сравниваемых асфальтов могут изменяться в широких пределах. В теоретических расчётах примем: Е_п=5000 МПа,    ρ_п = 2370 кг/м³ для плотного асфальтобетона   типа Б; Е_д=2200 МПа, ρ_д=2210 кг/м³ для асфальта с дисперсными органическими вяжущими также типа Б. Поскольку сравниваемые материалы являются однородными, колебательные скорости частиц V_m будут незначительно отличаться друг от друга [4] при одинаковых параметрах транспортного потока.

Таким образом, выражение (1) с учётом формулы (2) примет вид:

      ΔL= L_п - L_д = 10lg  ≈ 2 дБ                   (3)

Расчёты по приведённой формуле показывают, что звукопоглощающая способность различных асфальтов с дисперсными органическими вяжущими на 2-6 дБ выше по сравнению с горячим плотным асфальтобетоном.

Для проверки полученных теоретических выводов был проведён эксперимент, заключающийся в измерении уровня интенсивности звука на поверхности асфальтовых образцов от удара падающего с постоянной высоты резинового шарика. Измерения проводились в соответствии ГОСТ 30457-97 [5] для случая прерывистого шума.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

• 1. Руденский А. В. Дорожные асфальтобетонные покрытия. - М.: Транспорт, 1992. - 253с.
• 2. Горнаев Н.А. Технология приготовления асфальтобетонной смеси с дисперсным битумом // Наука и техника в дорожной отрасли, №2, 2004.- С 20 - 21.
• 3. ГОСТ 9128 - 97 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия.
• 4. Кухлинг Х. Справочник по физике: Пер с нем. 2-е изд. - М.: Мир, 1985. - 520 с., ил.
• 5. ГОСТ 30457-97 (ИСО 9614-1-93) Определение уровней звуковой мощности источников шума на основе интенсивности звука. Измерения в дискретных точках. Технический метод.

Библиографическая ссылка