东北林业大学大学生创新训练项目申请书

项目编号东北林业大学大学生创新训练项目申请书校级项目国教项目项目名称： 基于新型功能性沥青混合料的室内降噪试验方法的研究校级项目起止时间： 2019年5月-2020年5月项目负责人： 何甘霖学院： 土木工程学院年级专业： 2017级土木工程联系电话：指导教师： 张海涛职称： 教授申请日期： 2019年5月东北林业大学教务处制2019年4月9.项目成果及形式（研究论文、设计、调研/研究报告、申请专利、开发软件、研制产品、项目鉴定、结题报告等）（1）自制路面噪声试验仪测量材料的降噪声性能的研究报告;（2）自制路面噪声试验仪测量材料的降噪声性能的实验方法;（3）发表论文一篇。四、经费预算支出科目金额（元）计算根据及理由合计200001.科研业务费4000资料购买/打印300需要付费的相关资料及纸质文档的打印、整理知识产权事务费300项目所需理论、方法涉及相关付费产权的发表学术论文2500发表论文所需版面费等实验室水电费500进行实验的过程中所用水电费仪器维修保养400实验过程中实验室设备的维修保养2.实验材料费14000水泥沥青集料等7500试验用水泥沙粒等原材料与处理外掺剂2500沥青等外掺剂试验材料加工费4000实验材料的后期加工3.其他支出3000差旅费1000国内调研网络/通讯费1000相关人员通讯费、上网费用小型实验工具1000实验所需工具、设备的购买五、申请者承诺我保证上述填报内容的真实性。如果获得资助，我与本项目组成员将严格遵守东北林业大学大学生创新实验项目遴选与管理办法的有关规定，切实保证研究工作时间，按计划认真开展研究工作，按时报送有关材料。负责人签名：年月日六、审批情况:指导教师对项目的评价及承诺:针对现有路面材料降噪声试验方法的不足，项目采用单层双级配新型沥青混合料，拟研发一种能够有效探索沥青路面噪声传递特性的试验装置与方法，以提高路面材料降噪声测试的精度和效率。路面材料降噪声试验是很重要的试验项目，本项目研发的沥青路面噪声传递特性试验方法尚属首次。项目前期研究表明，自制的路面降噪声试验方法具有很好的可行性，研发的试验方法对路面材料降噪声性能评价有很好的实用价值，研究成果具有很好的经济效益与社会效益。对于学生的创新项目，从立项到具体的试验研究，积极指导，认真负责，保证项目的顺利完成。签字:年月曰学院推荐意见:（公章）分管领导签字:（公章）年月曰学校审核意见:组长签字:年月曰一、基本情况项目名称基于新型功能性沥青混合料的室内降噪试验方法的研究项目来源大学生创新训练项目负责人何甘霖 性别女年龄18学号所在学院土木工程学院专业土木工程联系电话电子邮箱智育成绩一学期二学期三学期四学期五学期六学期90.1290.5690.02指导教师张海涛性别男年龄56研究方向土木工程职称教授联系电话电子邮箱项目成员姓名学号学院专业项目分工丁雨晴土木工程学院土木工程模拟与撰写报告马琳杰土木工程学院土木工程试验设计与优化许强土木工程学院土木工程试块制作与监控方振鑫土木工程学院土木工程现场数据采集项目组人员获奖及成果情况获奖者奖励、成果名称颁发单位及时间何甘霖校一等奖学金校一等奖学金校一等奖学金东北林业大学2017年东北林业大学2018年东北林业大学2019年丁雨晴校三等奖学金校三等奖学金校三等奖学金东北林业大学2017年东北林业大学2018年东北林业大学2019年马琳杰校二等奖学金东北林业大学2017年东北林业大学2018年东北林业大学2019年许强校三等奖学金东北林业大学2017年二、立论依据.申请理由（限500字，包括自身/团队具备的知识条件：自己的特长、兴趣等）1、本团队成员分别为何甘霖，丁雨晴，马琳杰，许强，方振鑫，均来自土木工程专业，学习成绩优异，学习能力突出，有很强的动手实践能力，具有求知探索精神，对科研充满热情。何甘霖同学的领导能力和表达能力强。丁雨晴同学容易与人沟通，做事负责细心，善于与外界交流。马琳杰同学综合能力较强，性格开朗、乐观积极、吃苦耐劳。方振鑫同学思维活跃，对待问题认真仔细。许强同学做事细心负责，个性稳重，有一定的实践基础。2、所有组员通过对土木工程材料的学习，并借用图书馆资源查阅相关资料，有了一定的理论基础和实践基础，充分的融合了理论与实践。组员课程安排大致相似，有较多一致的课余时间，有很好的活动能力，沟通能力较强，能参与到专业实践中，得到很好的锻炼。而且项目与自身专业相关，有更多的资源，综合了每个人的特长，可以更协调的发展。.项目的研究意义（限200字）常用的变量程干涉仪和定量程干涉仪在声衰减测量中存在精度低、耗时长的缺点。阻抗管适用于小试样吸声系数的测量，测量范围有限。由于受试样大小、取样位置等因素的影响，试样的结构也发生了很大的变化，吸声系数的变化较大，测量精度较低。混响室法需要较大的试件，对于只能提供小试件的路面吸声材料的研究不方便。因此，需要研制一种能够有效探索沥青路面噪声传递特性的装置。项目前期研究表明，自制的路面降噪声试验方法具有很好的可行性。研究结果可以提供一个可行的测试沥青路面降噪声指标的试验方法，对路面材料降噪声性能评价有很好的学术价值。.国内外研究现状分析并附主要参考文献（限1000字）现代工业的发展使汽车数量与日俱增，噪声污染日益突出。随着绿色环保理念深入以及居民的需求，铺筑低噪声路面、对路面材料进行降噪性能评价是越来越重要的工程措施。在降噪性能的测量方面，难度高、精度低、起步晚。现阶段主要的测量方法有：驻波管或混响室法测量吸声系数、利用声干涉仪测量声衰减系数。长期以来许多学者进行了这方面的研究，一些著名的研究论成果说明了声衰减与声波频率以及众多的媒质物理参数之间的变化关系。变程干涉仪的发展较早，20世纪20年代就已出现，适用于流体媒质中测量。它主要由辐射压电晶片和一块可移动的刚性反射板组成，中间充满待测流体媒质。晶片向媒质发射平面超声波，经反射板反射形成驻波。这时晶片的辐射阻抗随晶片和反射板间的距离而周期地变化。改变这两者间的距离时,晶片的电参量将随距离周期性变化，在一系列特定距离上相间出现一系列极大值和极小值。据驻波原理就可求得媒质的声速。变程干涉仪测量声速的准确度主要限于长度测量的准确度，且不适用于固体媒质。在20世纪30年代末期又出现了定程干涉仪，定程干涉仪把辐射晶片和反射板间的距离保持为固定值，而连续调变发射声波的频率。这时晶片的电参量将在一系列特定频率上相继出现极大值和极小值。根据相邻两个共振频率之差Af可求得声速。定程干涉仪测量声速绝对值的准确度同样限于长度的测量准确度。声干涉仪一般的变程干涉仪和定程干涉仪都有声衰减测量准确度不高和测量费时的缺点。测量材料吸声系数的方法有两种，一种是混响室法，一种是驻波管法。混响室法测量声音无规入射时的吸声系数，即声音由四面八方射入材料时能量损失的比例，而驻波管法测量声音正入射时的吸声系数，声音入射角度仅为90度。工程上最常使用的是混响室法测量的吸声系数，因为建筑实际应用中声音入射都是无规的。混响室法测吸声系数广泛应用于声学工程的设计计算，噪声控制工程的吸声降噪计算，材料吸声性能的等级评定。混响室是一个有力的测量工具，但其在测量材料吸声系数时存在的问题并没有完全解决，在混响室中测量材料的吸声系数时,会出现下述尚未完全解决的问题:一是各个混响室对同一材料的吸声系数的测量值有时差别很大，致使测量结果不具有可比性;二是吸声系数的大小随材料面积及其在室内位置等的变化而变化，且某些材料在中高频段的吸声系数有可能大于lo鉴于传统的对于降噪性能的测量方法均存在不足之处，因此，本研究研制一种能够有效探索沥青路面噪声传递特性的装置是有实际意义的。[1]张荣荣，薛忠军，王春明，张涛，李兴海橡胶沥青开级配沥青混合料路用性能及降噪效果研究公路2016,9[2]袁建，林胜，贺才春阻抗管中吸声系数的传递函数测量法噪声与振动控制.200601[3]王辉,董欣雨，邓乔，石磊沥青混合料吸声性能.建筑材料学报.201804[4]孙德栋，彭波,沥青路面设计与施工技术.关际卜I：黄河水利出版社,2003,5[5]抗阻管中吸声系数的函数传递测量法.袁健，林胜，贺才春.噪声与振动控制.200601三、研究方案.研究目标（限200字）（1）研究基于单层双级配沥青混合料（上层PA,下层AC）,通过自制的路面噪声测试装置，对各种组合的单层双级配沥青混合料进行降噪声性能测试，研发一个比较实用的、简易的路面材料降噪声性能试验方法；（2）自制的路面噪声测试装置与现有的沥青混合料吸声试验设备进行对比，结合实验结果对自制的实验方法进行论证，分析试验方法的科学性；（3）进行实验研究，通过单层双级配路面材料的实际测试，进一步论证与改进自制的沥青路面降噪声试验方法，使其得到较好的应用。.研究内容（限400字）（1）分析沥青混合料现有的吸声性能试验原理与方法，为本项目自制的沥青路面降噪声试验方法提供理论依据；（2）本研究依据路面降噪声的原理，自行研制了路面降噪声室内模拟装置，对噪声在路表面及内部发生的反射与干涉进而消耗声能达到降噪的特性进行室内试验研究。（3）设计一种单层双级配路面材料（上层PA,下层AC）,在自制的沥青路面降噪声试验仪上进行测试并进行分析，通过试验数据评价该路面材料的降噪声特性；（4）利用上述同样的路面材料在自制的沥青路面降噪声试验装置上进行降噪声测试，得出数据后与自制的沥青路面降噪声试验装置的结果进行对比分析，对自制的沥青路面降噪声试验装置测试方法的合理性进行评估；（5）将单层双级配沥青路面（上层PA,下层AC）的降噪声性质与路面材料的设计参数相关联,基于单层双级配沥青混合料设计参数预测沥青路面降噪声性能。.拟解决的关键问题（限200字）（1）制作不同的路面材料试件时能够保证同种材料具有不会影响实验结果的相近的力学及降噪声性能；（2）通过自制的沥青路面降噪声试验方法的数据结果与吸声系数试验仪的数据结果对比分析，论证前者结果能够合理描述材料降噪声性能；（3）保障实验环境对试件吸声性能和试验数据结果的影响能够满足试验要求。.设备及实验条件（限150字）东北林业大学土木工程学院沥青与沥青混合料试验设备齐全，参加课题研究人员具有很好的专业理论基础及试验经验，东北林业大学土木工程学院拥有教学、科研服务一流的试验设备，隶属于土木工程学院和国家林业局工程质量监督总站监测中心，是黑龙江省省级实验教学示范中心，试验设备齐全，能够满足课题的需要。.拟采取的研究方法及技术路线（限800字）（1）分析沥青混合料现有的吸声性能试验原理与方法，为本项目自制的沥青路面降噪声试验方法提供理论依据；（2）本研究依据路面降噪声的原理，自行研制了路面降噪声室内模拟装置，对噪声在路表面及内部发生的反射与干涉进而消耗声能达到降噪的特性进行室内试验研究。（3）设计一种单层双级配路面材料（上层PA,下层AC）,在自制的沥青路面降噪声试验仪上进行测试并进行分析，通过试验数据评价该路面材料的降噪声特性；（4）利用上述同样的路面材料在传统的沥青路面降噪声试验装置上进行降噪声测试，得出数据后与自制的沥青路面降噪声试验装置的结果进行对比分析，对自制的沥青路面降噪声试验装置测试方法的合理性进行评估；（5）将单层双级配沥青路面（上层PA,下层AC）的降噪声性质与路面材料的设计参数相关联,基于单层双级配沥青混合料设计参数预测沥青路面降噪声性能。（6）整理试验数据和理论成果，得出实验结论，完成研究报告。6.实验方案（限500字）（1）分析沥青混合料现有的吸声性能试验原理与方法，为本项目自制的沥青路面降噪声试验方法提供理论依据；（2）制作单层双级配路面材料（上层PA,下层AC）试块；（3）要进行的试验内容：基于单层双级配的功能性沥青混合料降噪声试验；（4）自制的沥青路面降噪声试验方法及数据采集与处理；（5）利用上述同样的单层双级配路面材料在自制的沥青路面降噪声试验装置上进行降噪声测试,得出数据后与材料吸声系数试验仪的结果进行对比分析，对自制的沥青路面降噪声试验方法合理性进行评估；（6）将单层双级配沥青路面（上层PA,下层AC）的降噪声性质与路面材料的设计参数相关联,基于单层双级配沥青混合料设计参数预测沥青路面降噪声性能。（7）整理实验数据结果，撰写研究报告。7.本项目的创新/特色之处（限200字）（1）常用的变量程干涉仪和定量程干涉仪在声衰减测量中存在精度低、耗时长的缺点。阻抗管适用于小试样吸声系数的测量，测量范围有限。由于受试样大小、取样位置等因素的影响，试样的结构也发生了很大的变化，吸声系数的变化较大，测量精度较低。混响室法需要较大的试件，对于只能提供小试件的路面吸声材料的研究不方便。因此，本研究研制一种能够有效探索沥青路面噪声传递特性的装置是有实际意义的。（2）路面材料的降噪声试验是很重要的试验项目，项目前期研究表明，自制的路面降噪声试验方法具有很好的可行性。研究结果可以提供一个可行的测试沥青路面降噪声指标的试验方法，对路面材料降噪声性能评价有很好的学术价值。（3）通过自制的路面降噪声试验仪测得路面材料的降噪声性能，将单层双级配沥青路面（上层PA,下层AC）的降噪声性质与路面材料的设计参数相关联，基于单层双级配沥青混合料设计参数预测沥青路面降噪声性能。研究结果可以提供一个可行的测试路面材料降噪料降噪声性能评价有很好的学术价值。8.项目研究年度计划（包括项目的前期准备、各阶段的研究目标、组织实施、过程管理、实践环节、教师指导、项目结题等）.研究课题内容，充分利用学