高速公路组合式宽频带声屏障

技术领域

本发明涉及一种高速公路的噪音吸收或反射装置，尤其涉及一种高速公路组合式宽频带声屏障。

背景技术

随着高速公路覆盖率、通车里程和车流量的不断增加，其产生的交通噪声对沿线居民的正常生活造成严重的影响。通常采用在公路两侧设置声屏障的措施来达到降噪目的。声屏障是指位于声源和受声点之间，具有足够面密度的材料板或墙体，并可使声波产生显著衰减的障碍物。现有技术中，声屏障整体结构主要有折壁型、T型和弧型等形式，这些类型的顶端形式在一定程度增加了声屏障的等效高度，提高了降噪效果，但对于低频噪声的绕射衰减效果不佳。此外，现有声屏障屏体多为阻抗复合型，一般由微穿孔板、吸声材料和镀锌板等组成，其中吸声材料多为具有一定厚度的纤维或多孔吸声材料，微穿孔板则为孔径小于1mm的均匀面板，两者之间存在一定距离空腔，这种声屏障对于特定频带范围的噪声降噪效果较好，但当噪声频带范围不能较好匹配其特定范围时，降噪效果往往不够理想，而且阻抗复合型声屏障常常因雨水等进入内部影响吸声材料性能而减少使用寿命。相较于城市道路，高速公路行驶的大货车、卡车等车辆较多，其产生的噪声能量主要集中在低频部分。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提出一种高速公路组合式宽频带声屏障，可以解决现有声屏障吸声频带较窄；声屏障对于噪声低频部分降噪效果不佳和声屏障内吸声材料使用寿命不长的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种高速公路组合式宽频带声屏障，包括安装在两个支撑立柱翼缘内的主屏体，所述主屏体的顶部设有倾斜的吸音复合板；所述主屏体包括自下而上相互连接的扩散体复合结构板、透明隔声复合板和多重锥形复合结构板；所述多重锥形复合结构板包括夹层及其设置在夹层内的第一吸音板，所述夹层由吸声金属板和隔声板构成，所述吸声金属板的板面形状由多重锥形凸起构成，每个锥形凸起由斜板和与斜板相连的下直角板构成，所述下直角板设有吸音微孔。

进一步讲，本发明所述的高速公路组合式宽频带声屏障，其中：

所述的多重锥形凸起按照平行排列，所述斜板的正面投影高度为200mm，所述斜板的俯视投影宽度为100mm；所述第一吸音板的厚度为10～100mm；所述第一吸音板为砂岩板或是陶粒板。

所述隔声板为厚度1mm的镀锌钢板，所述吸声金属板为厚度为1mm的不锈钢板，所述下直角板上吸音微孔的穿孔率不超过5％，所述吸音微孔的孔径为1mm。

所述扩散体复合结构板包括二次余数扩散体和覆盖在二次余数扩散体表面的微穿孔板，所述二次余数扩散体上相邻凹槽由刚性薄板隔开。

所述二次余数扩散体的厚度为300mm，所述二次余数扩散体包括的凹槽数为7，7条凹槽的深度依次为0mm、60mm、240mm、120mm、120mm、240mm和60mm；所述凹槽宽度均为120mm，所述刚性薄板的厚度为2mm。

所述刚性薄板为铝板，所述二次余数扩散体的材质为铝，所述微穿孔板是厚度1mm的不锈钢板，其穿孔的孔径为1mm，穿孔率不超过5％。

所述吸音复合板包括背板和第二吸音板，所述第二吸音板和所述背板之间设有空腔，所述空腔内设有支撑龙骨。

所述第二吸音板的厚度为10～15mm的砂岩板或是陶粒板的多孔吸音板，所述背板为厚度1mm的镀锌钢板，所述第二吸音板和背板之间的距离为60～70mm,。

所述透明隔声复合板包括第一亚克力板和第二亚克力板及二者之间的空腔。

所述第一亚克力板和第二亚克力板的厚度均为5mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)顶端结构面板所用的吸音板是一种多孔吸声材料，其利用声波通过孔隙时的振动将一部分声能转变为热能，且吸音板与背板之间存在空腔，有效降低了噪声中低频部分的顶端绕射。

(2)多重锥形结构中平行排列的锥形凸起，将入射声波扩散分解成比较弱的反射声波，降低了多重反射，并且该结构与吸音板和背板形成连续的、大小不同的空腔，有效提高了声屏障单元板的吸声频带宽度。此外，隔声板将透过吸声材料的部分声能反射回吸音板进行二次吸收以增强吸声效果。另外，多重锥形结构其几何特征可在雨、雪等极端天气时有效防止雨、雪进入声屏障空腔影响内部吸音板的吸声效果，可大大延长使用寿命，提高了屏体的经济性，具有很大的推广应用前景。

(3)通过设置双层亚克力板，且其中间存在空腔，进一步提高屏体的隔声性能，同时亚克力板为透明材料，能够保证良好的视线和采光效果。

(4)通过在声屏障下部设置二次余数扩散体与微穿孔板的复合结构，利用共振消声和扩散作用有效衰减了道路交通噪声的低频部分。

附图说明

图1为本发明高速公路组合式宽频带声屏障整体结构的立体图；

图2为图1所示声屏障的主视图；

图3为图1所示声屏障的侧视图。

图中：

1-吸音复合板 101-第二吸音板 102-背板

103-支撑龙骨 2-多重锥形复合结构板 201-第一吸音板

202-隔声板 203-斜板 204-下直角板

3-透明隔声复合板 301-第一亚克力板 302-第二亚克力板

4-扩散体复合结构板 401-二次余数扩散体 402-微穿孔板

403-刚性薄板 5-立柱

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

如图1、图2和图3所示，本发明提出的一种高速公路组合式宽频带声屏障，整体结构为折壁型，包括安装在两个支撑立柱5翼缘内的主屏体，所述主屏体的顶部设有倾斜的吸音复合板1；所述主屏体包括自下而上相互连接的扩散体复合结构板4、透明隔声复合板3和多重锥形复合结构板2。所述吸音复合板1包括背板102和第二吸音板101，所述第二吸音板101和所述背板102之间设有空腔，所述空腔内设有支撑龙骨103。所述多重锥形复合结构板2包括夹层及其设置在夹层内的第一吸音板201，所述夹层由吸声金属板和隔声板202构成，所述吸声金属板的板面形状由多重锥形凸起构成，每个锥形凸起由斜板203和与斜板203相连的下直角板204构成，所述下直角板204设有吸音微孔，仅看所述锥形凸起的横断面，其斜边密实，下直角边为微穿孔板。所述的多重锥形凸起按照平行排列。所述透明隔声复合板3包括第一亚克力板301和第二亚克力板302及二者之间的空腔。所述扩散体复合结构板4包括二次余数扩散体401和覆盖在二次余数扩散体401表面的微穿孔板402，所述二次余数扩散体401上相邻凹槽由刚性薄板403隔开。

本发明的工作原理为：主屏体上部的多重锥形复合结构板2上的多重锥形凸起和屏体下部的扩散体复合结构板的微穿孔板面向声源一侧，声源发出噪声，其中高频噪声快速得到有效衰减。低频噪声一部分进入主屏体上部的多重锥形凸起的内部，通过共振消声进行吸收，对于透过第一吸音板201的部分声能其通过背部的隔声板202反射回第一吸音板201进行进一步吸收；而进入主屏体下部的二次余数扩散体复合结构板的低频噪声，入射到具有沟槽的栅格型结构槽内，与槽底部结构接触后反射到凹槽口，与入射声波因为槽深距离的关系产生相位差，造成声波的大量扩散，另外，将微穿孔板402与二次余数扩散体的结构复合，可以形成多个共振腔室，从而具有较宽的吸声频带，因此该-扩散体复合结构板同时具有吸声和扩散两大作用。对于声屏障的顶端绕射声，部分进入顶部的第二吸音板101内的孔隙因振动过程中的空气粘阻力和热传导作用，使得一部分声能转变为热能进行吸声，且第一吸音板101与背板102之间设置的空腔能够进一步提升吸声效果。

实施例：

所述吸音复合板1中，第二吸音板101的厚度为10～15mm，所述背板102为厚度1mm的镀锌钢板，所述第二吸音板101和背板102之间的距离为60～70mm。

所述多重锥形复合结构板2中，仅看所述锥形凸起的横断面，斜边的高度为200mm，斜边的宽度为100mm；所述第一吸音板201的厚度为10～100mm；所述隔声板202为厚度1mm的镀锌钢板，所述吸声金属板为厚度为1mm的不锈钢板，所述下直角板204上吸音微孔的穿孔率不超过5％，所述吸音微孔的孔径为1mm。

所述透明隔声复合板3中，所述第一亚克力板301和第二亚克力板302的厚度均为5mm。

所述扩散体复合结构板4中，所述二次余数扩散体401的厚度为300mm，所述二次余数扩散体401包括的凹槽数为7，7条凹槽的深度依次为0mm、60mm、240mm、120mm、120mm、240mm和60mm；所述凹槽宽度均为120mm，所述刚性薄板403的厚度为2mm。所述刚性薄板403为铝板，所述二次余数扩散体401的材质为铝，所述微穿孔板402是厚度1mm的不锈钢板，其穿孔的孔径为1mm，穿孔率不超过5％。

本发明中，所述第一吸音板201和第二吸音板101均为砂岩板或是陶粒板，属于多孔吸声材料，其内部拥有很多细小的孔隙，且通常情况下彼此连接贯通，声波入射到吸音板时，引起材料空气泡和筋络振动，振动过程中的空气粘阻力和热传导作用，使得一部分声能转变为热能，因而具有优异的吸声性能。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。