噪声软件在多孔沥青混凝土路面降噪中的应用

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发布时间：2021-10-29

资料介绍

现场或者室内试验的实测数据难以将多孔沥青混凝土路面的降噪性能进行理论化，因此，选择合适的吸声模型和计
算软件将直接影响降噪性能理论分析的准确性。通过比较目前流行的几款噪声分析软件，结合多孑L沥青混凝土路面的特性，
选择全球首款全频段振动噪声软件 PAM VA ONE，建立 AⅡard—Johnson吸声模型，计算得到不同空隙率沥青混凝士试件的吸声
频谱和平均吸声系数。室内吸声系数试验表明，采用 Allard—Johnson吸声模型在 PAM VA ONE软件中得到的计算值与试验实
测值之间的相似系数达 0．9，PAM VA ONE软件分析多孔沥青混凝土路面噪声的可靠性较高。
关键词：多孔沥青混凝土路面；噪声软件；降噪性能；吸声系数
中图分类号：U416．2 文献标识码：A 文章编号：1009—7716(2012)06—0312—03
0 前言
多孔沥青混凝土路面由于具有约 20％的大空隙
率，能够有效降低路面与轮胎之间的交通噪声】。国内
大量有关多孔沥青混凝土路面的降噪研究主要侧
重于现场或者室内噪声测试，而对于沥青混凝土
路面的多孔性是如何降噪以及降噪效果的研究很
少，且并没有利用现有的噪声软件分析多孔沥青
混凝土路面降噪性能。
本文以毕奥吸声理论为基础，采用 Allard—
Johnson模型，在噪声软件 PAM VA ONE中建立吸
声模型，研究多孔沥青路面的降噪机理，提出不同
空隙率沥青路面的降噪性能。最后通过室内试验
测试，验证了 PAM VA ONE软件分析多孔沥青路
面噪声的可靠性。
1 噪声分析软件的选择
目前市场上使用比较多的专业振动和噪声分
析软件主要有：(1)ESI公司的 PAM VA ONE(全频
段 )和 AutoSEA2(高频 )；(2)LMS公司的 Sysnoise，
采用有限元和积分方程方法，预测振动和声学的
中低频反应；(3)MSC公司的 ACTRAN，与前后处
理器 NASTRAN、PATRAN相结合进行求解；(4)
RAYON；(5)VNoise；(6)CAA++等。该几种软件
中，使用较普及的为前两种，后几种软件针对性较
强，不方便应用于多孔材料吸声分析。Sysnoise软
件侧重于中低频噪声，高频噪声误差较大并且模
型庞大，而且该软件本身不能建模，需要前处理网
格划分软件辅助建模，在计算过程中，不同模型之
收稿日期：2012—02—29
基金项目：上海市科学技术委员会重点科技攻关项目资助
(052112048—1)
作者简介：蒋甫(1980一)，男，江苏宿迁人，博士，工程师，从事
市政工程建设管理工作，研究方向为路基路面和工程管理。
间的耦合条件要求较高，不能够施加复杂条件下
的声源载荷状况，因此在本文中不采用。Autosea2
采用统计能量分析 (Statistical Energy Analysis)，以
梁、杆、板、壳、柱等子结构为建模的基础。统计能
量法不同于有限元法能得到某一点的噪声值，它
只能获得某个子系统的整体平均噪声水平。该软
件分析高频噪声精度较高，但是中低频计算能力
不足。
PAM VA ONE是全球首款全频段振动噪声设
计分析模拟软件，它不但可以创建概念设计阶段
的统计能量分析模型，还可以用于创建详细设计
阶段的有限元和边界元模型。它是基于中高频分
析的优秀软件 AutoSEA2，通过嵌入低频有限元分
析的 Nastran求解器和低频边界元分析的 Rayon求
解器，再辅助以杂交的 FEM／SEA和 FEM／BEM／SEA
混合求解方法的中频段求解器，使得它可以求解
全频域范围内的振动噪声问题，也是目前世界上
唯一一款在一个统一的环境下完成全频段振动噪
声分析的软件。
PAM VA ONE含有五大基本模块：统计能量
分析模块 (SEA)、结构有限元模块 (FE Structure)、
声学有限元模块 (FE Acoustic)、声学边界元模块
(BEM)以及中频段的杂交分析模块(Hybrid)。另外
还有一系列扩展模块。
针对多孔沥青路面特性，PAM VA ONE提供
专业多孔材料模块 (Foam)和吸声层噪声处理程序
(Treatment Lay—up)分析多孑L路面的吸声性能 (如
图 1)，并且其计算理论以 Allard专著(Propagation
of Sound in Porous Media))为基础，其分析理论与多
孔沥青混凝土特性密切相关，因此匹配性较高。
2 建模
PAM VA ONE软件对于多孔材料噪声的分析