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《公路隧道降噪用吸声材料的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第25卷第4期武汉理工大学学报Vol.25No.42003年4月JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYApr.2003文章编号:167124431(2003)04200272043公路隧道降噪用吸声材料的研制黄学辉尚福亮薛红亮吴少鹏(武汉理工大学)摘要:根据公路隧道降噪用材料的性能要求设计了吸声材料的组分及组成,研究了材料的制备工艺及外加剂对材料性能的影响。实验发现引气剂、减水剂等外加剂对材料吸声性能有显著影响,当减水剂含量为0.2%～0.4%,引气剂含量为0.2%～0.5%时,材料的综合性能达到
2、最佳。采用驻波管法测试了材料的吸声性能,结果表明材料的平均吸声系数为0.42～0.60,降噪系数达到0.45～0.55。关键词:公路隧道;吸声;降噪;多孔材料中图分类号:U453.82文献标识码:A公路交通噪声主要来源于车辆发动机、传动设备、排气管、轮胎与地面间的摩擦、空气的泵吸、空气的扰动等。通过改善发动机性能、轮胎结构等,在一定程度上可以控制声源的噪声等级,但降噪成本高,降噪效果有限。因此,治理交通噪声多采用隔声屏障或吸声屏障并通过低噪音路面等来降低噪声污染。隔声屏障主要用于噪声干扰大的道路两旁的人类活动区及自然保护区,可有效
3、减少或阻挡噪声的传播。但要减少声场内的[1]噪声,如公路隧道内的噪声,则要用吸声屏障。吸声与隔声是完全不同的声学概念,如果材料没有经过特别设计,很难同时具备吸音隔声性能。基于公路隧道安全及降噪要求,设计开发低成本隧道降噪用吸声材料,以适应我国高等级公路及高速公路发展的要求。1材料设计与制备1.1材料设计依据隧道降噪材料设计时应该遵循以下基本原则。使用安全原则:公路隧道主要以客货运为主,其结构为狭[2]长管状结构,一旦失火,后果极为严重。因此,隧道降噪材料必须具有良好的阻燃性;声学性能原则:隧道内人车处于同一声场中,降噪材料应具有良
4、好的吸声性能而非隔声性能。应从材料与声波的相互作用方面考虑[3]材料的组分选择及其显微结构控制,根据声波传播规律设计吸声屏障的结构;低成本原则:材料设计中应兼顾整体性能与综合成本,以便于材料的推广使用。1.2材料制备根据材料设计原则,降噪材料表1材料组成wö%原料选用阻燃性能良好、具有较好配方水泥珍珠岩水减水剂引气剂速凝剂纤维吸声性能的膨胀珍珠岩作为轻骨A65～7525～35适量0.1～0.80.2～0.80.5～1.5料,低碱水泥作粘结剂,硅酸铝纤维B70～8020～30适量0.1～1.50.1～1.20.4～2.5作增强纤维,
5、通过减水剂、引气剂等调节材料的孔性、大小及含量,材料配方见表1。根据表1配方,改变减水剂含量得到A系列配方,改变引气剂含量得到B系列配方,配料后按照如下工艺制备吸声材料。收稿日期:2003202214.作者简介:黄学辉(19622),男,副教授;武汉,武汉理工大学材料科学与工程学院(430070).3湖北省交通厅项目资助(20021j2008)128武汉理工大学学报2003年4月2吸声材料性能测试2.1力学性能测试材料养护3d后测量其抗压强度及抗折强度,测试结果示于表2和表3。2.2吸声系数测量采用驻波管法测量声压级极大值和极小值
6、的声压级差L,根据公式A=Lö204×10ö[1+Lö20210]计算出材[4]料在给定频率下的垂直吸声系数A,并根据国标GB3947283计算出材料的降噪系数,结果示于表2和表3。减水剂及引气剂对材料吸声性能的影响示于图1和图2。表2减水剂对材料性能的影响减水剂3d强度öMPa吸声系数öHzNo.降噪系数ö%抗压强度抗折强度250500100020004000A10.201.010.440.430.330.600.730.680.50A20.401.020.510.400.330.490.710.600.50A30.601.38
7、0.560.330.270.510.670.470.45A40.800.930.420.270.270.560.620.390.45A51.000.910.380.350.310.680.720.850.50表3引气剂对材料性能的影响减水剂3d强度öMPa吸声系数öHzNo.降噪系数ö%抗压强度抗折强度250500100020004000B10.100.990.530.220.380.610.520.760.45B20.201.030.570.330.400.730.690.710.55B30.301.030.600.280.40
8、0.660.580.750.50B40.401.030.630.320.400.640.800.820.55B50.501.160.610.270.370.720.730.780.503讨论3.1材料吸声机理膨胀珍珠岩内部有许多微孔,具有极强的吸水
