1.吸音降噪功能
沿用的混凝土路面的行车噪音随车速、车流、车载不断增大,以至噪声成为混凝土路面应用的环境障碍, 尤其是对噪声敏感的居住区。1992 年, 奥地利发明了“吸音混凝土”, 使噪声降低6-l0 dB(A), 在120 km/ h 行驶速度下,其降噪效果可同沥青透水路面相比。此后,英国、比利时纷纷进行了相关研究开发。吸音混凝土是通过外露的集料表面, 使声波和压力波在空隙中自行消散。其结构组成是在普通混凝土路面上铺设4 cm 厚混凝土, 其中有由6-l0 mm 耐磨的优质石料混凝土所组成的磨耗层。为形成“ 露骨”, 在摊铺后, 即洒布缓凝剂经12-48 h 后, 用水清除水泥浆, 从而形成多孔、抗滑的表面。集料越细,降噪效果越好, 但颗粒越细越易脱落, 且低噪音路面造价增加10% 。此外, 为降低噪声,日本、荷兰还研究了孔隙率> 20%的多孔混凝土,但后者必须掺加聚合物或类似掺加剂。透水性路面除本身固有的防水溅和透水性能之外,还具有降低噪声的作用。排水路面所以能够降低噪声,是因为路面材料具有吸音功能。任何筑路材料都或多或少地具有吸音功能,即通过导热、气流及机械振动等能量转换方式,使声音降低或消失。其吸音机制有多孔吸管、振动吸音和共鸣吸音等三种。透水性路面具有多孔吸音和共鸣吸音的功能。这里,吸音材料的空隙起着重要作用。就吸音而言, 透水性路面的孔隙形式,可以分为有效孔隙、半有效孔隙和无效孔隙。有效孔隙能够起多孔吸音作用, 共鸣吸音为噪声共鸣所致。但是,如果透水性路面凹凸不平, 便不能很好地共鸣, 就会降低吸音效果。
关于透水性路面, 在上述三种类型的吸音机制中,多孔型吸音占主要地位。多孔型吸音的吸音量的大小取决于孔隙对于气流的摩阻性、孔隙率、孔隙形状等。因此,要使路面具有比较好的吸音效果, 必须从材料、配合比和施工方法等方面进行考虑和系统研究。
关于材料厚度对于吸音性能的影响, 一股情况下, 路面厚度加大, 吸音效果就好,反之则相反。多孔型吸音的主要原理是孔隙对于气流的摩阻, 声音的消失量与空气的流动速度成正比。因此,如果音波从空气流动速度快的位置入射, 吸音效果就好, 应该指出,必须始终保持路面材料具有某种程度的通气性,“厚度”理论才能成立。当然,如果材料孔隙对于气流的摩阻力、孔隙率和孔隙形状达不到要求, 即使增加路面厚度, 也不会收到良好的吸音效果。
综上所述,透水性路面的吸音效果受路面存在的孔隙条件和路面的厚度影响限大。厚度越大,吸音效果越好。当然,降低透水性路面的噪音, 取决于多种因素, 因为交通噪音除车辆发动机的声音和行车的声音之外,还有轮胎和路面接触发出的声音。但是, 从筑路方面采取措施, 使路面具有吸音、降噪效果,则具有划时代的意义。
2.生态环保功能
本文推荐的是区别于传统混凝土的新型混凝土。代表性的是透水性生态混凝土新型水泥混凝土或沥青混凝土材料铺面及其制。
此前, 至少在土木工程范围, 坍落度足量小,足够密实的混凝土是拌制良好的混凝土的准则。然而,高流动混凝土即使其坍落度非常大也能拌制出来密实坚固的优良的混凝土,以高分子沥青等作为胶结材料制成的沥青混凝土,一般也是做成密实不透水的路面。透水性混凝土与水泥、沥青混凝土是完全不一样的混凝土。但它们也有通用的技术(如: 设计、生产、施工、养护等方面)。在此, 对于透水性混凝土的要求背景及其可行的技术背景应作为今后的研发重心。
论述透水混凝土时, 从“ 生态环境’角度阐述透水混凝土在以往的混凝土范畴里见到的是空隙多的不良混凝土, 然而, 此种空隙却赋与了混凝土以新的功能。该功能可使透水混凝土应用于各种生态环境,从而在各方面获得推广。透水混凝土主要用于路面、护岸和排水方面。利用其非常好的透水性, 制造透水性混凝土制品, 并广泛用于地下水集水、道路排水路面及其配制成品。近来, 透水混凝土不仅只限于工厂制品, 而且被进一步推广到现场浇注的透水性混凝土。如日本建设省还主张对于河川的护岸尽量不使用混凝成果应用101城市道桥与防洪土的方针。全面不使用混凝土是因为不能确保首要的安全性,而实际上有1/2 护岸不使用构筑物,其余的做成混凝土护岸及看不见混凝土的混凝土护岸, 即所谓的自然性护岸。这方面就是指植被型的透水性混凝土。作为护岸的构筑物, 一方面要确保其安全性, 一方面也要使混凝土本身具有能使植物生长的空隙。其要求性能是很高的, 必须既能确保植物生长,又能维持其必要的强度。因为植被是由空隙量的大小影响其生长面积的。所以确保实足的植被和有足够的强度使这一相互矛盾的特性达到恰当的平衡,各地正在广泛地进行开发与实验。文章来源第三方平台。