核心提示:声屏障材料发展现状,阐述了我国声屏障材料应用的发展轨迹,以及未来的发展趋势;吸声型声屏障是声屏障未来的发展趋势,研究和发展新型吸声材料,增大声屏障的插入损失,是声屏障的发展方向;本文摘自:《声屏障技术与材料选用手册》作者:声屏障信息门户网专家组编。
在
声屏障材料方面,美国从70年代开始修建声屏障,发展很快。70年代修建声屏障的材料50%以上是混凝土砌块或板材;80年代起开始大量采用吸声类声屏障。吸声类声屏障的材料主要有轻集料混凝土砌块或板材、面层覆盖轻集料混凝土的普通混凝土板、刨花板背衬混凝土板、带穿孔面层的钢板、面层为各类轻质材料(玻璃纤维、矿渣棉、石棉等)的塑钢板等,但各种形式的混凝土声屏障仍为主要形式,目前混凝土声屏障的发展方向是轻质、多孔、预制。木材也是有些国家选用的材料。
我国高速公路常用声屏障品种有混凝土砌块、微穿孔板吸声屏障、聚酯隔声板、彩钢板、钢化玻璃声屏障、陶瓷板材声屏障、水泥木屑吸声板等。其中混凝土砌块或板材由于经济性较好而得到最广泛的应用,特别是对景观性能要求不高的区域。近年来随着对声屏障景观要求的提高以及透明材质的发展,透明声屏障材料开始得到越来越多的应用。声屏障在材料使用上的发展趋势是质轻、透明、隔声性能好、强度高、易安装且施工工业化程度高,吸声性能好而占用的建筑空间较小。同时满足易于维护、对环境无污染、便于回收等可持续性发展要求。目前声屏障的材料开始向以金属材料以及轻质材料为主的方向发展。
铁路比较常用的声屏障材料为混凝土声屏障,有混凝土整体式、部分通透式、砖砌体生态型声屏障、金属和非金属插板式等多种形式。考虑到成本因素,在人口密度较低的地方大量采用了整体式混凝土声屏障。
在声屏障面向声源一侧增加吸声材料,是目前声屏障常采用的方式,增加吸声材料使声屏障内侧的噪声水平得到改善,另外,吸声结构的应用也在一定程度上提高了受保护一侧的降噪效果,因此,吸声型声屏障正在获得广泛应用,成为声屏障的一种发展趋势。
吸声型声屏障是声屏障未来的发展趋势,上海市轨道交通明珠线在国内首次采用1:1实况模拟形式进行了声屏障试验工程,做了8次不同材质结构的声屏障效果测试,获得大量的数据资料和结论。试验证明,当隔声屏障内侧增设吸声层后,降噪效果得到一定的提高。随着吸声型声屏障的应用,研制高性能的吸声材料,是道路声屏障发展的方向;新型声屏障的吸声隔声材料的应用应该考虑可持续发展和对环境的影响,声屏障材料应具有环境友好的特征。考虑景观要求,适合道路声屏障用的透明材料得到大量应用和发展。透明材料和其他类型材料的结合使用,不但改善了司机的视野和空间压抑感,同时也使声屏障的景观效果更加突出,使声屏障更好地融入人居环境。
高速公路路网建设经常采用建筑砌块作为隔声屏障的主要材料,砌块具有良好的物理力学性能和耐久性,可作为结构材料砌成墙体。这种方式成本较低,可以显著改善道路两侧的人居环境的噪声,因此在高速公路声屏障的建设中得到广泛应用。王武祥等人对建筑砌块应用于隔声屏障进行了详细研究,介绍了吸声隔声砌块、超轻陶粒砌块、单元式吸声砌块、炉渣砌块、吸声装饰砌块等不同类型的砌块。这些砌块还可以结合道路绿化,在建好的声屏障上种植绿色植物,不仅可以降低道路两旁的噪声水平,还可以形成绿化景观,对高速公路来说是一种可取的选择。实际应用效果表明,这种隔声屏障的降噪效果达到10dB以上。其结构见图2-18。
a) 吸声隔声砌块
b) 吸声砌块在声屏障工程中的应用
图2-18 吸声隔声砌块
彩钢复合板隔声屏障在道路声屏障中应用较多,成为目前反射型声屏障广泛应用的材料。彩钢复合板是以岩棉、聚苯板、聚氨酯等为芯材的彩钢夹芯板。彩钢复合板具有较高的剪切强度,具有一定的韧性,能很好地抵抗重复荷载,具有较好的防火性能。彩钢复合板具有较好的隔声性能,50mm厚度的彩钢复合板的计权隔声量可以达到32dB,完全可以满足较高降噪量要求时的隔声性能。由于彩钢复合板具有耐腐蚀、轻质、高强度、刚度大、弹性好及不易积灰等优点;同时结构形式灵活,外观美观,便于加工和安装施工、维护容易等优点,因此在道路特别是高架桥等位置的反射型声屏障得到广泛应用。但彩钢复合板芯材存在环保问题,在耐候性、寿命等方面不尽如人意,因此今后发展中将被其他新型隔声材料代替。
图2-19 彩钢复合板声屏障(见上图)
目前国内用于声屏障的吸声材料主要是超细玻璃棉、矿棉等无机纤维类材料。但超细玻璃棉类吸声材料通常强度较低,性脆易断,吸尘易污损,粉尘化后易飞扬造成二次污染,特别是吸水受潮后吸声性能大大减弱。从对近年来采用纤维类声材料做交通声屏障的检修来看,由于长期处于大流量交通流振动和风压影响下,纤维材料的脆性断裂和粉尘化使原来的匀质结构不复存在,交通声屏障未能有效起到吸声降噪作用。因此,研究和发展新型吸声材料,增大声屏障的插入损失,是声屏障的发展方向。