撰文 | Ziv
审校｜Cloud
马路，生活中的一大噪声污染源，呼啸而过的汽车带来的噪声会给附近居民带来极大困扰，坐在车里的人也一直被“嗡嗡嗡”的声音围绕着。
图片来源：Giphy
有科学家研究过马路噪声对人们健康的危害，发现经常接触交通噪声的人患高血压的概率更高。还有研究发现，交通噪声和心脏病、糖尿病患病率的升高存在一定关联。
科学家还发现交通噪声会影响学校学生的认知能力，也会增加60岁以上老年人患阿尔茨海默病的风险，并且认为这是因为噪声给人们带来了持续的压力。
于是，越来越多的人开始关注该如何给马路降噪。
马路上的噪声是怎么产生的？
道路上的噪声来源有很多，比如汽车发动机的声音、排气管排气时的声音，车辆与地面，以及车辆与空气作用产生的声音等等。
对于小汽车来说，轮胎与地面之间的相互作用是噪声的重要来源。
当车轮滚动时，轮胎上的花纹就像小小的橡皮锤，一下下敲击在路面上，这是轮胎产生噪声的主要来源。如果轮胎和路面都有很好的弹性，就可以减少噪声。
图片来源：参考资料[1]
除了“小锤子”的敲击，轮胎与路面接触的面还会被挤得变形，轮胎和路面形成的密闭小孔中有压力比较大的气团，还有一部分空气被挤了出去，形成不稳定的气流。
当轮子继续向前滚动，空气会迅速填充被挤扁的空隙，汽车高速行驶时，这个过程会产生噪声。
图片来源：参考资料[1]
噪声出现后，轮胎和道路接触的过程中还会有一些其他现象，使噪声被放大。
比如轮胎和路面接触部位形成了一个很像喇叭的结构，这里产生的噪声自然被放大了。
另外，轮胎胎面产生的声波，会带动轮胎的胎体产生共振，放大噪声。与此同时，轮胎内的空气也受到振动的影响，在一定频率下产生共振。
于是，从产生这些噪声，或噪声放大的原理出发，人们研究了一些降噪方法。

传统隔音方法
说到马路降噪，可能大家最先想到的就是隔音墙。我们在一些城市的主要道路旁边经常能看到这种用于隔音的装置。
隔音墙的材料有很多，有的是由塑料制成的，有的是金属的，有的是混凝土的。
马路上常见的隔音墙 | 网络
它们的原理很简单，就是试图将声波挡住，防止向公路外的居民区传递。
不过，尽管一部分声波被反射了回去，隔音墙的效果也并不是那么好。架设了隔音墙后，一段距离以外的住宅区依然能听到高速路的声音。
随着距离增加，隔音墙对于噪声的阻挡作用会逐渐减弱 | 威斯康星州交通部
而且有时两段隔音墙中间会有一个小缺口，一些住在这附近的居民表示，这反倒让他们听到的噪声更大了。
美国匹兹堡大学的学者考虑过隔音墙的墙壁是否可以由吸声性能更好的材料制成，而不是像混凝土或者金属这样反射性很强的材料。
荷兰4Silence公司设计的WHIS隔音墙，墙面上有深浅不一的凹槽，可以有效阻碍声波传递，即使墙面只有1米高，也可以使相邻车道的噪声降低9分贝 | 4Silence.com
不过，修建隔音墙成本很高，而且就像前面说的，在一段距离之外，有没有隔音墙的区别并没有那么大。
还有些动物保护者以及生态学家发现，隔音墙同时也会隔断马路两侧野生动物的移动路线，可能会影响它们的交流、迁徙，甚至繁殖。
新的公路降噪方法
一些工程师和学者发现，改变路面本身的性质似乎对于降噪很有帮助。
人们尝试过研制多孔沥青路面，或者在混凝土表面刮出一些微小的凹槽。这些扩大的空隙不仅有助于减少车轮和地面接触时产生的噪声，还有利于在下雨天排水。
轮胎花纹、路面条件都会影响噪声的大小 | 参考资料[2]）
下雨时，车轮轧过有水的路面产生水花，会产生比平时更大的噪声，而且道路湿滑还有安全隐患，在路面设置更多空隙可谓一举多得。
2022年，一家公司开发了RARx新型沥青添加剂，这种添加剂由报废汽车轮胎的橡胶制成，把它添加到沥青中，可以有效吸收道路噪声。
其实在很早之前就有关于“橡胶沥青”的尝试，不过在实际应用中它们仍然存在很多缺点。
铺设橡胶沥青时对天气要求比较高，必须在合适的温度和湿度条件下才可以 | 亚利桑那州交通部
该公司的负责人马菲尔（Guillermo Rodrizuez Marfil）表示，之前有的承包商在铺设路面时直接将橡胶碎屑混合物添加到沥青中，这的确有利于降低噪声，但也导致了一些问题，比如难以与其他材料混合，以及清理设备很麻烦。
RARx材料是在工厂中将橡胶粉与沥青等提前混合制成的，使用时更方便。
这种混合物降低了沥青的硬度，从而减轻了轮胎震动，减少噪声。而且这种材料还可以延长沥青道路的生命周期，降低维护成本。
橡胶沥青最早的应用可以追溯到20世纪60年代，它的降噪特性引起了人们的关注。
粉碎轮胎的过程 | 亚利桑那州交通部，ADOT
制作橡胶沥青时，首先要将橡胶（大多数来自废旧轮胎）粉碎，再使用真空吸尘器或磁铁去除轮胎中的其他纤维。最后将橡胶粉混合到制作沥青的液体中。
2015年，欧洲道路交通噪声研究人员发明了一种弹性路面，可以将噪声降低大约8分贝。研究员汉斯·本特森（Hans Bendtsen）表示要想达到同样的降噪效果，需要一个大约3米高的隔音墙。
还有哪些尝试？
道路噪声不仅会吵到住在附近的居民，最“深受其害”的应该是坐在车上的人。
赛朗声学技术（Silentium）开发了一种名叫Quiet Bubble的主动降噪技术。
它在汽车底盘安装了6个可以监控道路噪声的装置，原理类似把汽车变成一个巨大的降噪耳机，软件收集到噪声信号后，可以通过车辆的扬声器系统发出抗噪声信号，外部噪声信号与人造抗噪声声波到达乘客耳膜时就可以相互抵消了。
Quiet Bubble将扬声器嵌入了汽车座椅头枕区域，或使用现有的音频扬声器播放抗噪声声波，可以降低来自风、路面以及汽车动力系统的噪声 | silentium.com
现代汽车等车企也开发了道路主动降噪技术，有效降低了车内的噪声。
Poppy Szkiler是一家专攻降噪的科技公司的联合创始人，也是家族中第三代致力于解决过多噪声问题的人。
她表示一场“安静革命”正在发生，在过去几年里，环境和健康领域都在关注如何减少不必要的噪声。
路面上发生的这些微小变化正体现着人们的一步步努力。
参考文献
[1]肖飞鹏, 王涛, 王嘉宇, 苏宁义, 侯向导, 陈军, 刘继. 橡胶沥青路面降噪技术原理与研究进展[J]. 中国公路学报, 2019, 32(4): 73-91 https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.04.005
[2]https://pubs.aip.org/physicstoday/article/62/12/66/390713/What-causes-road-noise
[3]https://pubs.aip.org/physicstoday/article/62/12/66/390713/What-causes-road-noise
[4]https://www.newscientist.com/lastword/mg25033321-200-why-is-traffic-noise-on-roads-louder-when-it-is-raining/
[5]https://www.euronews.com/next/2015/02/23/elastic-road-surface-reduces-motorway-noise-pollution
[6]https://www.silentium.com/technology-2/quiet-bubble/
[7]https://www.lboro.ac.uk/research/spotlights/noise/
[8]https://projects.research-and-innovation.ec.europa.eu/en/horizon-magazine/reducing-noise-pollution-acoustic-walls-and-rubberised-roads
[9]http://asphaltmagazine.com/noise-reducing-pavements-get-loud-acclaim-in-us-and-europe-understanding-the-issue/
[10]https://www.sinoasphalts.com/info.aspx?id=408785&tag_id=10&NewOrOld=20
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