[实用新型]一种高效降噪的高铁声屏障

说明书

本实用新型涉及一种高速铁路用金属声屏障，特征在于在声屏障中起主要降噪作用的金属复合消声插板的空腔中，使用带有气凝胶复合层的吸声体。通过在吸声体上导入二氧化硅气凝胶材料，利用气凝胶大的比表面积与高孔洞率特性，提高声屏障整体降噪效果。（附图1为声屏障主要安装结构示意图）。本实用新型同时提出了一种应用于该结构的采用低成本高效率的二氧化硅气凝胶粉末的表面喷涂黏结的实施方式，在不改变原有产品安装外形构架的基础上，形成降低声能量透射、有效改善吸收高频振动的降噪结构。

技术领域

本实用新型属于高速铁路基础建设配套技术和环保技术领域。

背景技术

我国高速铁路事业发展迅猛，随着关键技术的不断突破，对声屏障等各项基础建设的配套技术也不断提出新的挑战，对于声污染的环境保护要求，也在不断提高。

高速铁路的主要噪声主要是轮轨噪声、电磁噪声和空气动力噪声。当速度超过250km/h，空气动力噪声上升为最主要的噪声因素，且有随速度提升而增大的趋势。

实用新型内容

现有技术中，高速铁路金属声屏障产品在结构上还是比较成熟的，主要包含槽型立柱、金属复合消声插板、固定连接辅件等，其中金属复合消声插板是降噪主体，在金属复合消声插板的各金属薄板所围成的空腔中，填充以岩棉和玻璃丝绵等吸声棉，起核心的吸声作用。音波在透过金属孔板后，进入充满空气的蓬松纤维吸声体，沿着纤维传递，声音传导路径被大大延长，随着吸声体内空气的振动大量转化为热能而削弱。

目前普遍采用的岩棉和玻璃丝绵等吸声体材料，最容易失效的方式是吸水时失去纤维间空气，并形成板结。而高铁声屏障使用在各种自然环境风、雨、尘的气候条件下，水分会不可避免的通过金属孔板进入到空腔，从而对空腔内的吸声体产生影响，最终减少吸声体的吸声效果而缩短使用寿命。目前通过封闭等方法对吸声体进行处理，并不能很好地解决该问题。而且对不同频率的声波，不同材料的隔音与吸音效果是不同的，目前普遍采用的吸声体材料，由于孔隙的细微度较低，对中低频噪声效果较好，而对高频部分，效果偏弱。

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有上述技术中的缺陷，采用低成本高效率的二氧化硅粉末表面喷涂黏结方式，在不改变原有产品安装外形构架的基础上，形成降低声能量透射、有效改善吸收高频振动的降噪结构。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型涉及一种高速铁路用金属声屏障，特征在于在声屏障中起主要降噪作用的金属复合板空腔中，使用带有气凝胶复合层的吸声体，依次为在(1) 槽型立柱、(2)金属复合消声插板、(3)上盖板、(4)金属孔板、(5)金属背板、 (6)气凝胶喷涂层、(7)吸声棉层、(8)中间垫板、(9)耦合板，两侧所围成的金属构件空腔中，添加带有气凝胶复合层的吸声体(见附图1、2)。

通过在吸声体上导入二氧化硅气凝胶材料，利用气凝胶大的比表面积与高孔洞率特性，提高声屏障整体降噪效果。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型所采用的技术方案，是将二氧化硅气凝胶这种纳米级材料在原有吸声材料基础上加以复合。根据质量定律原则，材料的单位密集面密度越大，吸声量就越大，吸声面密度与吸声量成正比关系，又根据微穿孔理论，微孔越小越密，吸声效果越好。气凝胶具有的大的比表面积与高孔洞率特性，本身单位质量极轻，空隙率又极高，为超级吸声材料。同时，其纳米级的孔隙对于高频率的声频也有明显的吸收效果，从而弥补目前现行方案所存在的高频吸声能力弱的问题，能够进一步提高声屏障的综合降噪能力。

其次，气凝胶的纳米微孔具有疏水性，形成复合材料后，能够使吸音体具有疏水性，防止环境水分透过金属孔板后渗入吸声体，从而达到延长使用寿命的效果。并减低对金属孔板的防渗水的开孔度设计约束，如将圆孔改为长孔或百叶孔，从而在经济性和美观设计上更加灵活。