国内外道路声屏障的研究与发展

　公路　2005年6月　第6期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　HIGHWAY　Jun.2005　No.6　　文章编号:0451-0712(2005)06-0190-04　　　　中图分类号:TU112.594　　　　文献标识码:B

国外道路声屏障结构形式的研究进展

段金明,周敬宣

(华中科技大学环境科学与工程学院　武汉市　430074)

摘　要:道路声屏障结构形式研究一直是国外学者研究的热点课题,而国内从事声屏障理论研究的学者还不多。本文介绍国外研究的不同结构形式新型声屏障的降噪基本原理、性能特征及发展动态,并对它们的降噪性能进行了分析比较。

关键词:声屏障;结构形式;吸声处理;软表面

　　传统道路声屏障不仅结构单调、比重大,耐久性较差,而且降噪效果欠佳,特别是中、低频吸声性能很差。20世纪60年代起,国外一直有许多学者致力于声屏障声学性能的研究,尤其近10年,有关新型声屏障的研究论文屡有发表。

声屏障顶部既是声线的绕射点,又是亮区与声影区的分界点。为了在不增加道路屏障高度条件下,降低顶部绕射声波的传播,从而提高屏障的降噪能力,一方面可通过改善声屏障的形状,另一方面是在声屏障上端面安置软体或吸声材料。1　不同结构形式屏障

1.1　吸声型屏障(Absorptivebarrier)

吸声型屏障即在声屏障面向道路的一侧外表面布置吸声材料(其吸声系数应大于0.5),做成吸声表面,降低反射声,从而改善屏障的降噪效果。

MayD.N[1]等人在Toronto高速公路一侧分别安设4m高的吸声型屏障和反射型屏障,测得吸声型屏障降噪量比反射型屏障多不到1dB,这表明附着的吸声材料并不能明显改善单侧声屏障的降噪性能;但同时研究表明,吸声型屏障能避免因反射而引起道路对侧的接收点声压级升高。Watts,G.R利用缩尺模型试验研究表明吸声材料能改善道路两侧声屏障的降噪效果。总之,应用各种形式表面吸声的声屏障可降低反射声及混响声。1.2　“软表面”结构形式屏障

按照声学原理,声学软表面的特性阻抗远远小

[2]

于空气的特性阻抗,这样,软表面的声压远远小于一般吸声表面,理想的软表面声压几乎为0。

早在1976年,Rawlins,A.D

[3]

首次提出,附在

刚性障板的边缘上的“声学软表面”能阻碍声屏障顶

部绕射声的传播。后来,AlfredsonR.J.、Fujiwara.K

4、5]等人[　继续研发“软表面”结构声屏障,这些声屏

障的一个共同特征是,在原声屏障上边缘附着一层或一个带管状“声学软表面”结构。

用常规材料难以制成软表面,该类声屏障开发的关键问题是寻找一种合适的“软表面”材料。1.3　特殊形状屏障

声屏障顶部常见的结构形状有T形、管形、Y形、多重边缘形等。

1.3.1　T形屏障(T-shapebarrier)

自从1980年May和Osman等人[1]首先得出T形屏障比普通屏障(方形反射型屏障)具有更好的声学性能的观点至今,一直有许多学者从事T形屏障的研究。

Hothersall等人用数值计算和缩尺模拟试验方法研究得出一点重要的结论:相对于高度相同的普通屏障,T形屏障插入损失增大2～3dB。2003年Defrance,J.和Jean,P利用射线追踪(raytracing)及边界元法研究了一种T形屏障模型(图1)的声学性能。该屏障顶冠为0.85m×0.25m厚的水泥木屑板。

实际应用中,考虑有限长声屏障对无限不连续的线声源情形,该声屏障顶冠的附加声衰减量为

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