铁路非金属声屏障吸音板研发技术总结

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摘要：近年来，随着我国的交通基础设施建设的迅速发展，与之配套的环保技术逐渐发展起来，极大的促进了铁路的功能性全面升级。由于早期建设的铁路工程在降噪方面投入很少，日益严重的噪音问题屡遭沿线居民的投诉或上访，给运输管理单位带来极大的工作难度。通过诸多方面的论证，建造声屏障是解决交通噪声扰民的最有效途径，吸声板作为声屏障工程的关键环节。

关键词：单元板、珍珠岩、吸声

中图分类号：F530.3 文献标识码：A 文章编号：

根据我公司铁路非金属声屏障吸声板的研制、生产情况及本人心得，就吸声板的技术研发进行总结如下：

一、产品要求，

铁路声屏障所处使用环境条件恶劣，金属声屏障虽然能满足吸音、隔音及力学要求，但耐久性较差，一般使用期限在十年左右，使用非金属材料，一方面可节约成本，另一方面可大大提高声屏障的使用期限。

根据云贵铁路南宁枢纽南环线降噪工程设计图，对声屏障的吸声板的性能要求主要有：平均吸声系数≥0.6，隔声量≥30dB，抗风压性能、抗冲击、外观符合《铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法》（TB/T3122-2010），防火性能符合《铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法》（TB/T3122-2010），吸声板的规格为3960*500*140mm。对声屏障板的使用期限要求为20年。

二、产品研制

根据设计要求，参照目前普遍使用吸音板的技术成果，归纳、总结出目前主要吸音材料有：纤维材料（玻璃棉、矿棉等）、泡沫材料（泡沫塑料、泡沫玻璃）和吸声建筑材料（泡沫吸声砖、珍珠岩），各吸声材料情况如下表：

参照上表，考虑吸声材料的来源及成本，并能满足防火、耐蚀的要求，我们认为矿棉、水泥膨胀珍珠岩组合作为吸声板的吸音材料，可满足声屏障单元板对吸音系数的要求。

金属声屏障吸音板是使用铝板将吸音材料包裹（吸音面采用多孔铝板），根据金属声屏障单元板的制作思路，非金属声屏障吸音板也应该可以做成非金属材料包裹吸音材料，吸音面的非金属材料做成多孔。

根据这个思路，我们将水泥膨胀珍珠岩板首先预制成一面弧状，一面平面的形状，以便在制作单元板时在板内形成空腔，吸音板的空腔可以增加吸音效果，采用水泥膨胀珍珠岩制作成内弧形形成空腔，具有共振吸音的结构，并在空腔内加入矿棉，形成综合吸音的效果。

吸声板厚度设计要求为14cm, 矿棉、水泥膨胀珍珠岩板组合6-8cm厚可满足吸音系数要求，这样，我们将断面结构尺寸定为面板2cm、矿棉、水泥膨胀珍珠岩板组合8cm、背板4cm。

吸音面板设计的孔径、孔的数量、间距和排列方式根据多孔板共振吸音结构设计，穿孔面积和总面积的比值为穿孔率P,P=πd2/4B2 其中d为孔径，B为孔的中心间距，板的面积为500*3960cm,扣除钢筋保护层和板的承插槽位置，净面积为0.4*3.86=1.544m2，孔径为1.4cm,工程构件中穿孔率最大为10%，孔间距B2=3.14*1.42/4*0.1，B=3.9cm ，孔的净间距为1.5cm。

面板材料首先考虑使用砂浆，背板材料使用细石混凝土，但在试制过程中由于面板为多孔结构，在脱模是极易开裂，我们便考虑在砂浆中加入抗裂纤维，最终成功的解决了脱模时面板易开裂的问题，同时也满足了规范对面板抗风压、抗冲击的要求。

通过试制，吸音板各项指标均满足《铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法》TB/T3122-2010的要求。云贵铁路南宁枢纽南环线降噪工程设计图对声屏障吸音板面密度要求为160-240kg/m2，我们试制吸音板面密度为220kg/m2，满足设计要求，但玉林至铁山港铁路工程设计图要求吸音板的面密度≤160kg/m2。为满足设计要求，我们对背板材料用陶粒混凝土取代细石混凝土，虽然面密度可以达到≤160kg/m2，但振捣时陶粒上浮严重，混凝土不均匀，导致吸音板的抗压性能不稳定，后经大量实验，最后采用炉渣混凝土做背板，质量可靠且满足设计对声屏障吸音板面密度的要求。

非金属声屏障吸音板

三、关键技术

非金属声屏障吸音板的制作首先要做好模具的设计和加工。模具要求要有足够的刚度与坚固性，在批量生产是要求模具不变形、不易损坏。

为加快模具周转，吸音板生产时可进行蒸养，蒸养前的静停时间、蒸养时的升温、降温、蒸养时间要严格控制，掌握好脱模时机。

各种材料的配比必须严格按研发时取得的配比执行，要严格执行脱模工艺。

经过4个多月研制，我们完成了非金属声屏障吸音板的外形设计，模板研发、珍珠岩板制作、砂浆和轻质混凝土的配比设计，生产的非金属声屏障多孔复合吸音板完全符合要求并投入批量生产。

结束语：

我公司研制的吸声板在生产过程中仍出现了不少问题，为增加合格率，降低成本，提高生产效率等问题，经过多次改进，目前我公司生产的多孔形非金属吸声板已经达到产量稳定、质量可靠，成本可控的既定目标。施工的南宁枢纽项目的声屏障项目已顺利通过了南宁铁路局组织的相关部门验收，但是我公司生产的产品还显得很单一，我们将继续努力，顺应市场，生产研制出更多更好的产品。

参考文献：

1.《环境噪声控制工程》清华大学出版社贺启环 主编

2.《建筑声学设计原理》 中国建筑工业出版社吴硕贤主编

3.《铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法》TB/T3122-2010

4. 新建云贵铁路南宁枢纽环线降噪工程设计图

5. 新建玉林至铁山港铁路降噪工程设计图