CN109537485A - 一种道路声屏障 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种道路声屏障，涉及道路工程隔音降噪技术领域，包括连接横梁、多个橡胶颗粒吸声板以及多个并排设置的支撑组件，支撑组件包括边框和支撑架，边框整体弯折呈C型，支撑架与边框固定连接，一个橡胶颗粒吸声板卡接于两个相邻的边框之间，连接横梁与各支撑架均固定连接，通过采用橡胶颗粒吸声板作为吸声材料，道路声屏障质量轻，成本低，具有多孔吸声机理和共振吸声机理，在边框的作用下，橡胶颗粒吸声板整体呈C型，对反射和衍射的噪声再吸收效果好，且能够吸收不同频段的噪声，道路声屏障降噪效果大大提高。

Description

一种道路声屏障

技术领域

本发明涉及道路工程隔音降噪技术领域，特别是涉及一种道路声屏障。

背景技术

当公路、铁路穿越人口活动、居住密集区时，要在道路两边设置道路声屏障，以减少噪声对环境造成的污染。目前，采用的声屏障分为金属材料声屏障、非金属材料声屏障以及金属材料与非金属材料组合声屏障。金属材料声屏障，例如金属板、金属网眼板制成的声屏障，自身保持形状能力好，可做成多种形状，但与非金属材料声屏障相比，质量重，造价高，且噪声射到金属材料声屏障表面上，发生反射，又返回了周围环境中，消声效果差；非金属材料声屏障，例如膨胀珍珠岩板、发泡水泥板、水泥木屑板等材料制成的声屏障，自身保持形状能力差，大多做成直板结构，对反射和衍射的噪声再吸收的效果差；金属材料与非金属材料组合的声屏障，例如金属网眼板与岩棉板组合、金属网眼板与玻璃棉板组合制成的声屏障，金属材料包裹于非金属材料的外表面以使非金属材料保持特定的形状，该类声屏障大部分噪声由金属材料网眼处射入内层的非金属材料，但由于非金属材料的外表面包裹有金属材料皮层，金属材料皮层还留有比例较大的平面部分，噪声射到金属材料皮层的平面部分上，发生反射，隔音效果起到了，吸声的效果小，噪声又被反射返回了道路另一边周围的环境中，使整体吸声能力减小。因此，提供一种质量轻，成本低，具有多孔吸音机理和共振吸音机理，并能够吸收不同频段噪声，吸声效果好的道路声屏障是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种道路声屏障，以解决上述现有技术存在的问题，使道路声屏障质量轻，成本低，具有多孔吸音机理和共振吸音吸音机理，不但要隔音，而且吸声效果好。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供的道路声屏障，包括连接横梁、多个橡胶颗粒吸声板以及多个并排设置的支撑组件，所述支撑组件包括边框和支撑架，所述边框整体弯折呈C型，所述支撑架与所述边框固定连接，一个所述橡胶颗粒吸声板卡接于两个相邻的所述边框之间，所述连接横梁与各所述支撑架均固定连接。

优选地，所述支撑架包括支撑柱以及下牛腿横梁，所述下牛腿横梁垂直于所述支撑柱并与所述支撑柱固定连接，所述支撑柱和所述下牛腿横梁均与所述边框固定连接，所述连接横梁包括下水平横梁和上水平横梁，所述下水平横梁与各所述下牛腿横梁均固定连接，所述上水平横梁与各所述支撑柱均固定连接。

优选地，还包括上固定横带，所述边框位于所述上固定横带与所述上水平横梁之间，且所述边框、所述上固定横带以及所述上水平横梁通过螺栓连接。

优选地，还包括下固定横带，所述边框位于所述下固定横带与所述下水平横梁之间，且所述边框、所述下固定横带以及所述下水平横梁通过螺栓连接。

优选地，所述橡胶颗粒吸声板包括橡胶颗粒吸声层，所述橡胶颗粒吸声层包含如下质量份的组分：橡胶颗粒65份-75份；季戊四醇1.5份-2.5份；三聚氰胺1.5份-2.5份；聚磷酸铵3份-5份；水4份-8份；丙烯酸弹性乳液12份-18份。

优选地，所述橡胶颗粒采用废轮胎制成。

优选地，所述橡胶颗粒吸声板为长方体结构，所述橡胶颗粒吸声板还包括内部支撑骨架，所述橡胶颗粒吸声层包裹于所述内部支撑骨架的外表面，且所述橡胶颗粒吸声板采用浇筑制成。

优选地，所述内部支撑骨架包括矩形底板、以及垂直于所述矩形底板的第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，所述第一侧板和第二侧板对称设置于所述矩形底板的左右两侧，所述第三侧板和所述第四侧板对称设置于所述矩形底板的前后两侧，且所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板以及所述第四侧板的底端均与所述底板固定连接。

优选地，所述橡胶颗粒吸声板的上表面为吸声面，所述吸声面为橡胶颗粒组成的凹凸不平的蜂窝麻面。

优选地，所述边框的两侧分别设置有第一通槽和第二通槽，所述第一通槽和所述第二通槽能够分别卡接于一个所述橡胶颗粒吸声板的两侧。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的道路声屏障，边框整体弯折呈C型，一个橡胶颗粒吸声板卡接于两个相邻的边框之间，通过采用橡胶颗粒吸声板作为吸声材料，道路声屏障质量轻，成本低，具有多孔吸声机理和共振吸声机理，且在边框的作用下，橡胶颗粒吸声板整体呈C型，反射的噪声被橡胶颗粒吸声板上下弧形勾住，再次入射到橡胶颗粒吸声板的吸声面上，再次被吸收，多次重复反射-勾住-入射-吸收的过程，不同频段的噪声被吸收，且道路声屏障对反射和衍射的噪声再吸收效果好，道路声屏障降噪效果大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的道路声屏障的整体结构示意图；

图2为本发明提供的道路声屏障的主视图；

图3为橡胶颗粒吸声板预制浇筑制造方式示意图。

图1-图3中：

1-橡胶颗粒吸声板、2-边框、3-支撑柱、4-下牛腿横梁、5-下水平横梁、6-上水平横梁、7-上固定横带、8-下固定横带、9-吸声面、10-第一通槽、11-第二通槽、12-矩形底板、13-塑料薄膜、14-槽式模框、15-内部支撑骨架、16-橡胶颗粒吸声层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种道路声屏障，以解决现有技术存在的问题，使道路声屏障质量轻，成本低，具有多孔吸音机理和共振吸音吸音机理，不但要隔音，而且吸声效果好。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-3所示，本实施例提供一种道路声屏障，包括连接横梁、多个橡胶颗粒吸声板1以及多个并排设置的支撑组件，支撑组件包括边框2和支撑架，边框2整体弯折呈C型，支撑架与边框2固定连接，一个橡胶颗粒吸声板1卡接于两个相邻的边框2之间，连接横梁与各支撑架均固定连接，通过采用橡胶颗粒吸声板1作为吸声材料，道路声屏障质量轻，成本低，具有多孔吸声机理和共振吸声机理，在边框2的作用下，橡胶颗粒吸声板1整体呈C型，反射的噪声被橡胶颗粒吸声板1上下弧形勾住，再次入射到橡胶颗粒吸声板1的吸声面上，再次被吸收，多次重复反射-勾住-入射-吸收的过程，大部分噪音被吸收，橡胶颗粒吸声板1的形状保障了橡胶颗粒吸声板1具有良好的吸声性能，且目前使用的吸音材料大都对5000赫兹以上的高频噪声吸声效果较好，而对20-5000赫兹的低频噪声吸收效果较差，而人们最敏感的声音正是1000-5000赫兹频率的声音，本发明提供的橡胶颗粒吸声板1的形状不受吸音材料的限制，对各个频段的噪音均能够重复再吸收，具有充分吸收各频段噪声的效果。另外，基于橡胶材料的特性，该道路声屏障还能够使入射光波折射，吸收光波，且C型结构对反射和衍射的光波再吸收效果好，道路声屏障吸光效果好。

于本发明另一具体的实施例中，支撑架包括支撑柱3以及下牛腿横梁4，下牛腿横梁4垂直于支撑柱3并与支撑柱3固定连接，边框2的底端支撑于下牛腿横梁4上并与下牛腿横梁4固定连接，支撑柱3与边框2固定连接，且连接横梁包括下水平横梁5和上水平横梁6，下水平横梁5与各下牛腿横梁4均焊接连接，上水平横梁6与各支撑柱3均焊接连接。

于本发明另一具体的实施例中，还包括上固定横带7和下固定横带8，边框2位于上固定横带7与上水平横梁6之间，边框2、上固定横带7以及上水平横梁6通过螺栓连接；边框2位于下固定横带8与下水平横梁5之间，且边框2、下固定横带8以及下水平横梁5通过螺栓连接；通过设置上固定横带7和下固定横带8，橡胶颗粒吸声板1固定稳固，有效避免了橡胶颗粒吸声板1从两边框2之间脱出的情况发生。

于本发明另一具体的实施例中，上水平横梁6与各支撑柱3均焊接连接，下水平横梁5与各下牛腿横梁4均焊接连接，如此设置，各支撑组件相互之间连接牢固，道路声屏障整体稳固性好。

于本发明另一具体的实施例中，橡胶颗粒吸声板1包括橡胶颗粒吸声层16，橡胶颗粒吸声层16包含如下质量份的组分：橡胶颗粒70份；季戊四醇2份；三聚氰胺2份；聚磷酸铵4份；水6份；丙烯酸弹性乳液16份。

于本发明另一具体的实施例中，橡胶颗粒采用废轮胎粉碎制成，废轮胎的主要成分是橡胶，我国目前产生的废轮胎每年以8％至10％的速度增长，年产生废轮胎3亿条，但废轮胎的再利用率不足50％，废轮胎污染严重，而本发明通过采用废轮胎作为橡胶颗粒吸声层16的原料，大大提高了废轮胎的利用率，且大大降低了道路声屏障的成本。

于本发明另一具体的实施例中，橡胶颗粒吸声板1为长方体结构，橡胶颗粒吸声板1还包括内部支撑骨架15，优选地，内部支撑骨架15采用钢板网制成，橡胶颗粒吸声层16包裹于内部支撑骨架15的外表面，通过设置内部支撑骨架15，橡胶颗粒吸声板1强度大大提高。

于本发明另一具体的实施例中，内部支撑骨架15包括矩形底板12、以及垂直于矩形底板12的第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，第一侧板和第二侧板对称设置于矩形底板12的左右两侧，第三侧板和第四侧板对称设置于矩形底板12的前后两侧，且第一侧板、第二侧板、第三侧板以及第四侧板的底端均与底板固定连接，第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板以及底板形成一槽型结构，如此设置，橡胶颗粒吸声板1强度和保型能力更好。

于本发明另一具体的实施例中，橡胶颗粒吸声板1的上表面为吸声面，吸声面为橡胶颗粒组成的凹凸不平的蜂窝麻面，如此设置，橡胶颗粒吸声板1吸声面9面积增加，吸声效果更好。

于本发明另一具体的实施例中，边框2的两侧分别设置有第一通槽10和第二通槽11，优选地，边框2采用“工”字钢加工制成，“工”字钢两肋的两个凹槽分别为第一通槽10和第二通槽11，第一通槽10和第二通槽11能够分别卡接于一个橡胶颗粒吸声板1的两侧，如此设置，橡胶颗粒吸声板1固定更加牢固。

道路声屏障的加工过程，主要包括以下步骤：

步骤一，制造橡胶颗粒浆料：将废轮胎切割、粉碎成粒径2mm-4mm的颗粒，作为橡胶颗粒使用，并按照质量组分含量：橡胶颗粒70份，季戊四醇2份，三聚氰胺2份，聚磷酸铵4份，水6份，丙烯酸弹性乳液16份准备各组分，各组分混合即可形成橡胶颗粒浆料，且季戊四醇、三聚氰胺和聚磷酸铵既是橡胶颗粒吸声板1的防火功能组分，又与丙烯酸弹性乳液组成橡胶颗粒的黏结物；

步骤二，制造橡胶颗粒吸声板1：首先，根据设计好的橡胶颗粒吸声板1的尺寸制造槽式模框14及内部支撑骨架15，槽式模框14的凹槽尺寸与橡胶颗粒吸声板1的尺寸相同，内部支撑骨架15的尺寸小于凹槽尺寸；接着在槽式模框14内部铺装塑料薄膜13，以便于橡胶颗粒吸声板1脱模；随后，将内部支撑骨架15置入凹槽中部，并使内部支撑骨架15的矩形底板12与模框的底面相接触；最后向凹槽内浇注入橡胶颗粒浆料，使橡胶颗粒浆料包裹于内部支撑骨架15外部，橡胶颗粒浆料干燥后脱模即可制得橡胶颗粒吸声板1；

步骤三，制造道路声屏障其他部件：按设计尺寸制造边框2、下牛腿横梁4、上固定横带7、下固定横带8、支撑柱3、上水平横梁6以及下水平横梁5。

步骤四，组装道路声屏障：首先，在道路的现场按设计间距安装道路声屏障柱，并连接下牛腿横梁4，安装上水平横梁6和下水平横梁5，其次，沿道路声屏障的一侧至另一侧依次安装边框2和橡胶颗粒吸声板1，使边框2的顶端及底端的切线呈水平状态，边框2的开口及橡胶颗粒吸声板1的吸声面9均朝向道路一侧，边框2及橡胶颗粒吸声板1安装完成后，安装上水平横梁6及下水平横梁5，使上水平横梁6及下水平横梁5压紧橡胶颗粒吸声板1即可完成道路声屏障的组装。

此外，当使用橡胶颗粒浆料作为隧道内部吸声涂层时，先涂刷封闭抗碱底漆，喷涂橡胶颗粒浆料1-2道，达到5mm-10mm后，铺设钢丝网，并将钢丝网用射钉锚固于隧道臂墙面上，再喷涂1-2道橡胶颗粒吸声浆料并抹平即可。

需要说明的是，沿道路声屏障的一侧至另一侧依次安装边框2和橡胶颗粒吸声板1中的“依次安装边框2和橡胶颗粒吸声板1”指的是按照边框2-橡胶颗粒吸声板1-边框2-橡胶颗粒吸声板1……的顺序安装第n个边框2和第n个橡胶颗粒吸声板1，最后安装n+1个边框2结束。

橡胶颗粒吸声板1制造过程中，橡胶颗粒吸声板1远离凹槽底面的一端由于缺乏支撑以及浆料的沉积，会自动形成凹凸不平的蜂窝麻面，且橡胶颗粒吸声板1表面和内部会形成孔洞。

橡胶颗粒吸声板1具有多孔吸声机理指的是：

1、橡胶颗粒吸声板1采用橡胶材料制成，橡胶材料以轮胎橡胶为例，轮胎橡胶多为合成通用橡胶，是用二烯类单体合成的高聚物，与单质硫共热交联，橡胶分子由线状结构转变成网状结构，在此硫化交联过程中，橡胶内部的网状结构中，形成封闭的结构空腔，空腔和网状结构，使橡胶内部具有弹性和变形能力，进入橡胶内部的声能产生振动，并能够在橡胶介质内扩散传播，传递扩散的振动，使橡胶介质内部产生拉伸和压缩，使介质间产生摩擦，声能转化为热能进而被吸收；

2、橡胶颗粒吸声板1具有多孔吸音性能：橡胶颗粒吸声板1内部形成连片贯通的开口孔洞，声能使孔洞内的空气与孔洞壁产生振动摩擦，声能转为热能，射入孔洞部分的声能被吸收。

橡胶颗粒吸声板1具有共振吸声机理指的是：当浇筑橡胶颗粒吸声板1时，远离凹槽底面的一端形成凹凸不平的蜂窝状麻面，有均匀的孔洞，为橡胶颗粒吸声板的吸声面；由于黏结物在交联固化过程中的沉积，形成上部分黏结物疏下部分黏结物密的结构，当上疏的颗粒状麻面为吸声面时，下密的面成为橡胶颗粒吸声板1的背面，橡胶颗粒浆料中的黏结物在交联固化过程中，在紧邻凹槽底面的一端形成封闭的膜层，实现最大限度的将噪声截留在橡胶颗粒吸声板1的体内，变成热能消逸，不能让噪声穿过，放走噪声。在橡胶颗粒吸声板1的吸声面为有均匀孔洞的蜂窝状麻面时，背面是封闭的弹性膜，两面之间是立体连片贯通的蜂窝孔洞结构，内部庞大的空间和背面的弹性，形成大的空腔的空气弹簧作用，远大于吸声面孔洞处空气的体积，入射声波激发吸声面孔洞颈中空气柱往复运动，与孔洞颈壁摩擦，部分声能转化为热能而损耗，当入射声波的频率与橡胶颗粒吸声板固有频率相同时，发生共振，空气柱运动加剧，振幅和振速达最大，阻尼也最大，消耗声能最多，实现共振吸音。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种道路声屏障，其特征在于：包括连接横梁、多个橡胶颗粒吸声板以及多个并排设置的支撑组件，所述支撑组件包括边框和支撑架，所述边框整体弯折呈C型，所述支撑架与所述边框固定连接，一个所述橡胶颗粒吸声板卡接于两个相邻的所述边框之间，所述连接横梁与各所述支撑架均固定连接。

2.根据权利要求1所述的道路声屏障，其特征在于：所述支撑架包括支撑柱以及下牛腿横梁，所述下牛腿横梁垂直于所述支撑柱并与所述支撑柱固定连接，所述支撑柱和所述下牛腿横梁均与所述边框固定连接，所述连接横梁包括下水平横梁和上水平横梁，所述下水平横梁与各所述下牛腿横梁均固定连接，所述上水平横梁与各所述支撑柱均固定连接。

3.根据权利要求2所述的道路声屏障，其特征在于：还包括上固定横带，所述边框位于所述上固定横带与所述上水平横梁之间，且所述边框、所述上固定横带以及所述上水平横梁通过螺栓连接。

4.根据权利要求2所述的道路声屏障，其特征在于：还包括下固定横带，所述边框位于所述下固定横带与所述下水平横梁之间，且所述边框、所述下固定横带以及所述下水平横梁通过螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的道路声屏障，其特征在于：所述橡胶颗粒吸声板包括橡胶颗粒吸声层，所述橡胶颗粒吸声层包含如下质量份的组分：橡胶颗粒65份-75份；季戊四醇1.5份-2.5份；三聚氰胺1.5份-2.5份；聚磷酸铵3份-5份；水4份-8份；丙烯酸弹性乳液12份-18份。

6.根据权利要求1所述的道路声屏障，其特征在于：所述橡胶颗粒采用废轮胎制成。

7.根据权利要求5所述的道路声屏障，其特征在于：所述橡胶颗粒吸声板为长方体结构，所述橡胶颗粒吸声板还包括内部支撑骨架，所述橡胶颗粒吸声层包裹于所述内部支撑骨架的外表面，且所述橡胶颗粒吸声板采用浇筑制成。

8.根据权利要求7所述的道路声屏障，其特征在于：所述内部支撑骨架包括矩形底板、以及垂直于所述矩形底板的第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，所述第一侧板和第二侧板对称设置于所述矩形底板的左右两侧，所述第三侧板和所述第四侧板对称设置于所述矩形底板的前后两侧，且所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板以及所述第四侧板的底端均与所述底板固定连接。

9.根据权利要求7所述的道路声屏障，其特征在于：所述橡胶颗粒吸声板的上表面为吸声面，所述吸声面为橡胶颗粒组成的凹凸不平的蜂窝麻面。

10.根据权利要求1所述的道路声屏障，其特征在于：所述边框的两侧分别设置有第一通槽和第二通槽，所述第一通槽和所述第二通槽能够分别卡接于一个所述橡胶颗粒吸声板的两侧。