核心提示：车辆在水泥混凝土路面上行驶时产生噪声的过程是非常复杂的，产生的噪声包括发动机的噪声、进排气的噪声、冷却风扇的噪声、车体结构振动的噪声、轮胎一路面相互作用的噪声、刚性材料反射的噪声、水泥混凝土表面引起的振动与宏构造平台反射的噪声、车轮高速行驶时与路面不规则气流漩涡形成的噪声、轮胎下面高压雨水的压力噪声等，其形成机理见图1。
车辆在水泥混凝土路面上行驶时产生噪声的过程是非常复杂的，产生的噪声包括发动机的噪声、进排气的噪声、冷却风扇的噪声、车体结构振动的噪声、轮胎一路面相互作用的噪声、刚性材料反射的噪声、水泥混凝土表面引起的振动与宏构造平台反射的噪声、车轮高速行驶时与路面不规则气流漩涡形成的噪声、轮胎下面高压雨水的压力噪声等，其形成机理见图1。这里主要讨论路面对噪声的影响。
水泥混凝土路面噪声形成机理
1.1 泵极作用引发的噪声
轮胎在路面上滚动时，与路面接触的部位被压缩变形，将花纹内的空气挤压排出，形成局部不稳定的空气体积流。同时，当轮胎通过路面上的洞穴时，空气会被挤压进洞穴，形成压强较大的气团。然后当轮胎滚离接触面时，空气又会迅速填回轮胎的花纹或从洞穴中释放出来。这种空气体积流的快速脉冲运动形成单极子噪声源，发出长长的嘶嘶声。
减小这种噪声必须降低对轮胎花纹和路面孔隙中空气的压缩程度，并使压缩气体的排出顺畅。
轮胎在凹凸路面上滚动时产生振动，激发弹性振动噪声，包括胎面花纹接地时产生连续打击路面的振动噪声、胎面相对于路面滑动时产生的强制振动噪声、轮胎前部受压区和后部区由于突然的变形产生的振动噪声，以及由于道路表面的凹凸不规则、纵向宏构造和轮胎的均匀性不良产生的胎面和胎侧弹性振动噪声等，这些噪声表现为隆隆声。
当汽车急速起动、急速刹车、急转弯的时候，汽车轮胎的胎面元素相对于道路表面会发生局部自激振动，产生刺耳的尖叫噪声。
由于轮胎快速滚动，轮胎前方的气流被迅速喷射出去，轮胎后方的气流又迅速填回到轮胎驶过的空间，在轮胎前方产生引射现象和势核区。气流的引射与填回使气流之间产生复杂多变的应力。涡流强度高，气流各处的压强和流速变化产生喷射噪声；在轮胎后方区，由于空气分子粘滞摩阻力的影响，具有一定速度的气流与相对静止的气流相互作用，形成带有涡流的气流。这些涡流不断形成又不断脱落，每一个涡流中心的压强均低于周围介质的压强。当每一个涡流脱落时，湍动气流就会出现一次压强突变，这些突变压强通过介质向外传播，形成涡流噪声。除非车辆以相当高的速度行驶，否则空气动力性噪声对整个轮胎噪声几乎没有什么影响，可以不予特别注意。
行驶车辆轮胎的被压缩表面与路面接触并作相对运动，在接触面上产生摩擦，摩擦力以相反的运动方向作用于胎面，引起胎面张弛振动而产生摩擦噪声。摩擦引起的张弛振动幅度与摩擦力有关，摩擦力大，则振动幅度大。张弛振动频率与摩擦力大小无关，但当张弛振动频率等于物体固有频率时，产生共振，便形成强烈的摩擦振动噪声。
1.5 其他相关因素
对于目前常用的筑路材料来说，路表面的力学阻抗对噪声产生的影响很小，因而～般可以不考虑。但水泥混凝土路面为刚性材料，对噪声的吸收能力较弱。孔隙率低于8％的密实路表面，可高度反射噪声，其声阻抗接近于无限大。
水泥混凝土路面表面规则的、波长处于1～100 mm的粗构造和宏构造都可以产生噪声。由于施工方法和集料粒径大，水泥混凝土路面出现宏构造的程度较高，较大的宏构造导致轮胎产生较大的变形，因而易产生较大的
噪声。构造波长和轮胎的变形关系见图2。当波长与轮胎印迹尺寸处于相同数量级时，波长大的路表面，轮胎变形也相应增大，轮胎的高振幅会产生高噪声；而在波长小的路表面，轮胎变形小，胎面与表面构造间的空隙可以消散空气压力。
摘自：《水泥混凝土路面噪声降低措施分析》 作者：彭良涛 杨成忠 闵昌华 蒋 斌
