道路声屏障用非织造布吸声材料的可行性研究.pdf

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1、万方数据第2期第8页浙江纺织服装职业技术学院学报2009年6月道路声屏障用非织造布吸声材料的可行性研究苏文李新禹刘树森摘要：设置道路声屏障是解决交通路网噪声问题的最有效措施．本文主要介绍了非织造布吸声材料的特性及其用于交通路网声屏障的可行性，并通过实验验证了其吸声效果．关键词：道路隔声屏障；非织造布；吸声材料；吸声系数中图分类号：TSl76文献标识码：B文章编号：1674．2346(2009)02．0008．05l问题的提出道路声屏障是一种复合材料做的吸声板，安装在轻轨或高速路沿线，可降低列车或汽车路过时的噪音。传统用于道路吸声的主要材料是玻璃棉、矿渣棉、工业毛毡、木丝板和甘蔗

2、板等，因这些材料对水、油等液体敏感，而且不易干燥，使得含水后微孔数量减少或使连通的孔成为闭孔，中高频吸声性能明显变坏。另外材料粘附力较差，易被高速气流吹散，因此这些材料不能用于有大量冷却水、火花、汽雾环境的吸声。“1因此，研制出一种同时具有吸声系数高、耐久性强、节能环保，且低成本、制作简单等特点的新型道路隔声屏专用吸声材料成为一个亟待解决的问题。非织造布是一种多孔隙纤网织物，由于其具有多孔性、柔软性及弹性，因此非常适合用作吸声材料。非织造布还具有原料来源范围广，产品品种多；生产工艺过程简单，劳动生产率高；生产速度快，产量高；工艺变化多，产品用途广等特点。因此非织造布在吸声材料中

3、的应用有着广阔的前景。本文探讨了非织造布在道路声屏障中应用的可行性，以期为道路隔声屏吸声材料的研制找到一条新思路。2吸声材料概述。2．1吸声材料的分类及吸声原理任何材料，由于它的多孔性或共振作用，对入射的声能或多或少都具有吸声能力，通常吸声系数超过O．2的材料称为吸声材料。吸声材料及结构的种类很多，根据其材料结构的不同，可以分为多孔吸声材料、共振吸声材料和特殊吸声材料。多孔吸声材料包括纤维材料、泡沫材料、颗粒材料。共振吸声结构包括单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄板共振吸声结构、薄膜共振吸声结构。瑚除少数共振吸收型外，吸声材料一般均为多孔性吸声材料。它的吸声原理是：当声波入射到

4、多孔材料表面时，激发起微孔内的空气振动，空气与固体筋络间产生的相对运动，由于空气的粘滞性在微孔中产生相应的粘滞阻力，使振动空气的动能不断转化为热能，从而使声能衰减；同时，在空气绝热压缩时，收稿日期：2009—02—08基金项目：天津市高等院校科技发展基金项目【项只编号：20051610】第一作者简介：苏文，女，天津工业大学建筑环境与设备工程系，硕士(天津300160)万方数据2009年6月浙江纺织服装职业技术学院学报第2期第9页空气与孔壁问不断发生熟交换，由于热传导的作用，也会使声毖转化为热能。也就是说，吸声材料不能把声音“吸”出来，声音只是一种能量形式，只有它主动进入耗散的媒

5、质，也即只有当声音入射到吸声材料时，它才能起吸声作用。2．2吸声材料的评价指标2．2．1吸声系数吸声系数是评价材料吸声性能优劣的主要指标之一。吸声系数是指声波在物体表面反射时，其能量被吸收的百分率，通常用符号a来表示，a值越大，吸声性能就越好。＆=(E入——E度)／E入=E蕞／E^式中：E入为入射总声能，E反为反射声能，E唆为被吸收的声能。～般材料或结构的吸声系数在O．1之间，通常把吸声系数驴O．2的材料称为吸声材料；吸声系数a>0。8的材料称为强吸声材料。2．2．2降噪系数在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价材料的吸声性能，这一数值是材料在250Hz、500Hz、1000H

6、z和2000Hz四个频率的吸声系数的算术平均值。一般认为NRC小于0．2的材料是反射材料。NRC大于等于O．2的材料才被认为是吸声材料。3道路声屏障用吸声材料3．1声屏障降噪机理声屏障是用来遮挡声源和接收点之间直达声的措施，其隔声原理在于它可以将波长短的高频声发射回去，在声屏障后面形成“声影区”，在声影区内感到噪声明显下降。波长较长的低频声容易绕射过去，因此降噪效果较差。降噪效果主要决定于噪声的频率成分和传播行程差，而传播行程差与声屏障高度、声源和接收点相对于声屏障的位置有关，同时声屏障降噪效果也和声屏障的形状、构造和吸声性能有关。讲根据能量守恒定律，单位时间内入射到声屏障上的

7、总声能为Eo，反射声能为Er，吸收声能为L，透过声能为&，则Eo=-E，+E—E。透射系数、反射系数和吸声系数分别为：透射系数：透射声能与入射声能之比，,F---E／Eo反射系数：反射声能与入射声能之比，r=E／Eo吸声系数：a=(Eo—Er—B)／Eo声波在声屏障上的反射、透射与吸收见图1。为提高降噪效果，声屏障应同时具有隔声和吸声效果。当声屏障具有良好的吸声效果时，透射噪声系数和反射噪声系数均较小，在降低路网两侧噪声的同时，可明显改善路网上的声环境。特别是在路网两侧均建造声屏障时，更有必