[實用新型]微粒聲屏障及其吸隔聲屏板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420573459.6
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN204780648U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢偉鑫;沈加曙
• 申請（專利權(quán)）人: 四川正升聲學(xué)科技有限公司
• 主分類號: E01F8/00
• 分類號: E01F8/00
• 代理公司: 泰和泰律師事務(wù)所 51219
• 代理人: 孫恩源

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種隔聲降噪工程材料，尤其是一種用于聲屏障的消聲組件。

背景技術(shù)

隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，高鐵噪聲給周邊居民、學(xué)校帶來的影響日益增多。因此，在高鐵施工的同時，一般都會設(shè)置高鐵聲屏障。通過聲屏障，在聲源和接收者之間插入一個設(shè)施，使聲波傳播有一個顯著的附加衰減，從而減弱接收者所在的一定區(qū)域內(nèi)的噪聲影響。

聲屏障主要由鋼結(jié)構(gòu)立柱和吸隔聲屏板兩部分組成，立柱是聲屏障的主要受力構(gòu)件，它通過螺栓或焊接固定在道路防撞墻或軌道邊的預(yù)埋鋼板上；吸隔聲屏板是主要的隔聲吸聲構(gòu)件，它一般是通過機械的方式將其固定在H型立柱槽內(nèi)。

根據(jù)吸隔聲屏板的材質(zhì)，高鐵聲屏障主要分為金屬聲屏障和非金屬混凝土聲屏障兩大類。從聲屏障使用情況看，金屬聲屏障會因為疲勞而引起破壞。如法國、日本等高鐵技術(shù)發(fā)展較早的國家，以前主要采用金屬聲屏障，大部分因疲勞破壞，已進(jìn)行更換，高速鐵路發(fā)達(dá)的德國普遍使用非金屬混凝土聲屏障，該種結(jié)構(gòu)形式耐久性好、且堅同、牢靠，可根據(jù)當(dāng)?shù)孛褡逦幕瘎?chuàng)作成各種藝術(shù)結(jié)構(gòu)體，建造及維護(hù)費用低，相比金屬聲屏障有較大的優(yōu)勢。

但現(xiàn)有的高鐵聲屏障無論是金屬聲屏障還是非金屬混凝土聲屏障，其主要的吸聲功能均來自于吸隔聲屏板內(nèi)填充的吸聲材料，常規(guī)是玻璃棉。玻璃棉在長期使用中易發(fā)生受潮或纖維化，玻璃棉受潮下墜結(jié)塊，影響吸聲性能，玻璃棉老化后形成的粉塵及微纖維飛散，會對大氣環(huán)境造成污染。

為此，迫切需要尋求一種耐久性更好的聲屏障。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有穩(wěn)定聲學(xué)性能、主要以微粒板制成的微粒聲屏障及其吸隔聲屏板。

發(fā)明人在對微粒板進(jìn)行研究的過程中，研制出一種具有優(yōu)良吸聲性能的新型微粒板，即微粒吸聲板，并于2014年7月22日向中國國家知識產(chǎn)權(quán)局提交了申請?zhí)枮镃N2014103477351的發(fā)明申請“一種微粒吸聲板及其制備方法”。使用廉價的微粒如砂粒、陶粒和再生建筑廢料顆粒等用粘結(jié)劑覆膜修形后粘接，微粒間相互擠靠而形成微孔。這種微粒吸聲板的微孔隙是依靠不同直徑的微粒緊密擠靠而形成的，它依靠骨架顆粒形成吸聲板的骨架，通過填入一定比例的較骨架顆粒細(xì)的填充顆粒來填充骨架間空隙，這些空隙分為能導(dǎo)通至少兩個相鄰空隙連通的連通空隙和至多與一個相鄰空隙連通的半連通空隙，從而形成吸聲所需要的一種特定微孔隙結(jié)構(gòu)。通過研究，我們發(fā)現(xiàn)所形成微孔隙的等效直徑與微粒的粒徑有關(guān)。例如，以半徑均為R的同樣大小圓形微粒相互擠靠所形成的微孔的橫截面積S_X≈0.163R²，

微孔直徑d≈(4×0.163R²/3.14)^1/2＝(0.207R²)^1/2≈0.455R，

即：當(dāng)選用20～24目微粒形成的10mm的微粒板，微粒直徑為0.8～0.9mm，其微孔隙的直徑約為0.182～0.2mm，孔隙率約為25％。

當(dāng)選用24～40目微粒形成的10mm的微粒板，微粒直徑為0.5～0.8mm，其微孔隙的直徑約為0.12～0.182mm，孔隙率約為25％。

當(dāng)選用40～50目微粒形成的10mm的微粒板，微粒直徑為0.37～0.5mm，其微孔隙的直徑約為0.09～0.12mm，孔隙率約為25％。

因此，對微粒板共振吸聲結(jié)構(gòu)來說，要獲得不同等效直徑的微孔只需調(diào)整微粒的粒徑即可。其獲取的成本十分低廉。即用非常便宜的材料，用簡單的工藝，就能獲得具有優(yōu)良吸聲性能的微粒吸聲板。

在對該微粒吸聲板的吸聲機理進(jìn)行理論研究并進(jìn)行大量試驗后，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，以微粒吸聲板制作成的共振吸聲結(jié)構(gòu)具有以下吸聲特性。

隨板厚增加，吸聲峰值增加，共振頻率向低頻移動。

隨著使用的微粒的目數(shù)增加，微粒板的空隙變小，頻帶加寬，吸聲系數(shù)增加。

當(dāng)微粒的配比一定、板厚一定時，增加后部空腔深度，吸聲頻譜向低頻移動。

通過比較，以該種微粒吸聲板制作成的共振吸聲結(jié)構(gòu)，基本上與微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲特性一致，其區(qū)別在于空腔深度。例如：微穿孔板+50mm(深度)空腔的吸聲曲線與10mm(板厚)微粒吸聲板+40mm(深度)空腔的吸聲曲線幾乎完全一致。造成上述偏差的原因，據(jù)發(fā)明人分析，在于微粒吸聲板中，微孔不是直線，它是彎曲拐彎的，等同于增加了其后空腔的深度。