CN115075170B - 一种吸声防撞护栏 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸声防撞护栏，包括防撞护栏及吸声层。所述吸声层包括面层、底层；所述吸声层的面层可为单层结构也可为多层结构。所述面层包括装饰层、表层；所述表层采用透明颗粒作为微粒材料，所述底层可以为透明颗粒也可以为其它颗粒，所述底层也可以为不同颜色颗粒，所述不同颜色颗粒可以进行图案组合形成各种纹理及文化元素。所述装饰层为透明管与发光体结合。本发明提供的防撞挡墙技术，将吸声与挡墙完美结合，将城市楼宇垂直地面的美化、亮化、信息技术转用至平行于地面的防撞挡墙，增加了安全城市、公园城市、智慧城市的更多选择。

Description

一种吸声防撞护栏

技术领域

本发明涉及公路交通领域，尤其涉及一种吸声防撞护栏。

背景技术

防撞护栏是一种常见的基础设施，广泛应用于各种道路、桥梁、公园、商场等需要防撞场合。随城市快速发展，公园城市、智能城市建设的更高需求，城市高架桥道路上的防撞护栏，不能仅仅具备防撞功能。如何在防撞护栏方面提升公园城市、智慧城市贡献度，为城市提供更高安全、更多关爱，创造更多文化价值，申请人一直潜心研发。

当车辆因为种种原因与其碰撞时，防撞护栏通过自身形变或者迫使车辆爬升的方式，去改变车辆行驶方向、阻止车辆越出路外或进入对向车道、最大限度地减少对乘员的伤害。《中国公路学报》2009年3月第22卷第2期公开了一篇现有技术文献：新型刚性护栏防撞性能的数值模拟。现有技术文献提及当前刚性防撞护栏的一个急需解决的技术难题：要想阻止车辆越出路外，必然要求护栏具有相当的力学强度和刚度，才能抵挡车辆的冲撞；而从保护乘客免受伤害或者减轻伤害程度的角度考虑，希望护栏的刚度不要太大。这两种功能要求是相互矛盾的。

城市噪音对人的干扰和危害日益严重，如为解决桥梁高架交通噪声扰民问题，通常做法为是在防撞护栏上安装声屏障，声屏障高度尺寸一般为2m、3m、3.5m。如为解决城市快速路交通噪声问题，城市绿化就需要在道路两侧种树种草。声屏障增加同时，城市趋于功能化，但减少了人文美感。树木的栽植也解决不了车流带来人们内心的焦虑感。

混凝土防撞挡墙的混凝土外观，缺乏与时俱进的美感，体现不出不同城市的区别。加之路途信号引导的单一，相关安全设施的安装、维修、更换，也都会以破坏性方式对混凝土防撞护栏造成一定程度的损伤。

传统防撞护栏尤其混凝土防撞护栏，已落后安全城市、公园城市、智慧城市对其更高的要求：

1、刚性防撞护栏在抵挡车辆冲撞和保护乘客的两个功能要求上相互矛盾，即便如现有技术文献《新型刚性护栏防撞性能的数值模拟》中记载对防撞护栏进行改进，实质依然是刚性防撞护栏，文献结语也提及计算机模拟结果需要实践检验。面对各种不同复杂的路况，安全冗余度仍是当前需要重视的关键所在。

2、造价成本

防撞护栏的形状特点和性能需求决定了施工技术的难度和经济成本。现有技术中常常采用3mm厚钢板作为模板，根据防撞护栏的形状、尺寸，对其进行预制加工。为了保障模板在运输、吊装、拆装过程中不能变形，钢模板需要设置加劲肋。在经过试装、放样后，正式安装钢模板，并设置好钢筋龙骨。模板固定一般采用拉杆螺栓，上部用花杆螺栓配合支杆固定。接着浇筑混凝土、养护、拆模。防撞护栏施工全流程，钢模板的周转、损耗、吊装等，均产生了大量的费用。

防撞护栏上设置声屏障，这也会增加声屏障的成本。对于设计规范不需要声屏障，但仍需要降低道路噪音区域，安装声屏障更是增加经济成本。

3、景观效果

钢筋混凝土防撞护栏不易设置安全有效的景观设计，在防撞护栏内植入景观（比如灯光、纹理图案）较难，同时防撞护栏上设置声屏障更增加美观难度。声屏障的设置阻挡车辆上人员的视线，影响道路两侧景观的观赏。

4、公园城市、智慧城市的要求

防撞护栏在公园城市、智慧城市的缺失。如节假日美化需求、前方交通拥堵的预警、安全信息的提示、人文关怀的传达，这都是传统防撞护栏缺失。

为此，申请人对防撞护栏进行原创研发，使其在满足防撞基础功能前提下，具有更好的防撞缓冲效果、成本优势、装饰效果和吸声功能。本发明提供的吸声防撞护栏并非仅仅限于公路交通领域，其他使用防撞护栏的应用场景，比如河边、公园等，均可适用。

发明内容

本发明提供了一种吸声防撞护栏，解决了现有技术中防撞护栏功能单一的缺点，增加了防撞护栏的缓冲效果、吸声效果、降低了成本和提升了装饰效果。

本发明的技术方案如下：

一种吸声防撞护栏，包括防撞护栏及吸声层，所述吸声层包括面层、底层、骨架和预埋螺栓；所述吸声层厚度为40-100mm；所述面层为微粒吸声材料制成，所述骨架为不锈钢或者非金属材料制作。

进一步的，所述底层为憎水层。

进一步的，所述憎水层为微粒吸声材料防水层。

进一步的，所述面层为饰面层。

进一步的，所述饰面层由彩色天然颗粒制作以不同色彩表现装饰效果。

进一步的，所述面层为三层微粒板结构，分别为基层、装饰层、表层。

进一步的，所述表层采用透明颗粒，所述基层可为透明颗粒也可以为其它颗粒，所述基层可为不同颜色颗粒，所述不同颜色颗粒可以进行图案组合形成各种纹理及文化元素。

进一步的，所述装饰层为透明管与发光体结合，所述发光体贯穿于所述透明管内。

进一步的，所述发光体为光纤。

进一步的，所述表层的设定位置加入反光、荧光材料。

本申请还提供一种吸声防撞护栏制作方法，可以现场浇筑成型，也可工厂预制成型；吸声防撞护栏为路侧吸声防撞护栏和中央分隔带吸声防撞护栏，路侧吸声防撞护栏的制作方法：先制作所述吸声层，然后将所述吸声层作为所述防撞护栏一侧模板，所述防撞护栏的另一侧模板为钢模板，龙骨扎制及支模完成后，浇注形成路侧吸声防撞护栏；中央分隔带吸声防撞护栏的制作方法：先制作所述吸声层，然后将所述吸声层作为所述防撞护栏的两侧模板，龙骨扎制及支模完成后，浇注形成中央分隔带吸声防撞护栏。

有益效果：

本发明提供的一种吸声防撞护栏具有：1、缓冲性能，吸声层材料为微粒吸声材料，其刚性小于钢筋混凝土材料，车辆发生撞击时，吸声层材料首先吸能、开裂、破碎。在不改变现有规范规定的防撞护栏的前提下，既能保障安全冗余度，又大大增加了防撞护栏的缓冲性能；2、装饰性，可通过颗粒颜色及微粒材料内设光纤实现景观化。3、成本节约，路侧吸声防撞护栏只使用一个侧面的钢模板，中央分隔带吸声防撞护栏不使用钢模板，减少材料费用、运输、吊装、拆装等费用，同时可减少或不使用上部声屏障。4、材料环保，吸声层均采用天然颗粒材料制作而成。

附图说明：

图1：吸声防撞护栏剖面示意图；

图2：吸声层正视面示意图；

图3：声学模型简图；

图4：受声点位于区域I时，护栏吸声计算图；

图5：受声点位于区域II时，护栏吸声计算图；

图6：中央分隔带护栏剖面示意图；

图7：吸声层中设置LED灯带示意图；

图8：吸声层剖面示意图；

图9：吸声层剖面局部放大示意图；

图10：吸声层剖面局部放大透明管和发光体示意图。

具体实施方式

为更加清楚理解本发明的目的、技术方案和技术效果，下面对本发明做进一步说明，但并不将本发明的保护范围仅仅限定在以下实施例当中。

实施例1

如图1-2所示，一种路侧吸声防撞护栏，包括防撞护栏1及吸声层，所述吸声层位于所述防撞护栏1的一侧，所述吸声层和所述防撞护栏1连接在一起，所述吸声层包括面层2、底层3、骨架5和预埋螺栓4；所述吸声层厚度为40-100mm。

进一步的，所述面层2厚度为30-90mm。

进一步的，所述底层3为憎水层，防止混凝土浇注时水泥砂浆灌入吸声材料孔隙封闭孔隙影响声学性能。所述憎水层为微粒吸声材料防水层。

进一步的，所述骨架5为不锈钢或者非金属材料制作，防止雨水及水汽通过吸声层孔隙接触导致锈蚀影响使用年限。

进一步的，所述预埋螺栓4为支模板时连接支撑构件，通过撑杆的调节保证防撞墙浇注墙体尺寸精度。

本发明提供一种路侧吸声防撞护栏制作方法，可以现场浇筑成型，也可工厂预制成型；其制作方法：先制作所述吸声层，然后将所述吸声层作为所述防撞护栏1一侧模板，所述防撞护栏的另一侧模板为钢模板，龙骨扎制及支模完成后，浇注形成吸声防撞护栏。

本发明请求保护的吸声防撞护栏的吸隔声原理及试验数据，具体如下：

道路两侧设置本发明吸声防撞护栏时，护栏之间会对声源发出的声音产生来回反射，从而对护栏的降噪效果产生影响，导致声影区内的部分区域降噪效果下降，声影区以外的部分噪声值会增加。为了防止这种现象产生，我们在护栏靠公路的一侧设置吸声，通过吸声的手段减弱护栏间的来回反射，提高整体减噪能力。

吸声防撞护栏典型高度为H=1.5m，现假设一道路宽W=35m，受声点距护栏的距离D=34m的声学模型。根据HJ/T 90-2004中附录A提供的方法，通过平行声屏障列线图评估吸声护栏和不吸声护栏的反射声修正量。计算过程如下：前述模型下的路基护栏在受声点高度为0时的声程差经计算约为：

经查图，单边声屏障的绕射衰减量约为8dBA。

画出声学模型简图，如附图3所示。附图3中通过声屏障最高点的水平线、声源到近端声屏障最高点的射线和虚声源到远端声屏障最高点的射线将受声点所在区域分成三个区域，当受声点所在区域不同时其反射修正量的计算方法也不同，具体计算方法如下：

1.根据D和W的数值，从平行声屏障列线图右下角的D线对应值到W线的对应值画一直线，与引导线相交；

2.从△Ld 线上找出 HR=0 时△Ld (8dBA)对应点，将此点与上一步骤中确定的交点画一直线与转折线 A 相交。

3.从转折线A上的交点作直线垂直于线A，与对应的NRC曲线相交，然后从这个交点引直线垂直于转折线B与线B相交。

4.当受声点位于区域I时（假设受声点高度为-1.5m），按如下步骤操作：

a)在图4左边网格图上，从横座标实际的HR 值(-1.5m)做垂直线与对应的NRC曲线相交，然后从这个交点引直线垂直于转折线C；

b)转折线C 上的交点与转折线B 上的交点连直线，与反射声修正线△Lr 相交，此交点的数值即为受声点在区域I时的反射修正量。对于受声点高度为-1.5m的情况，其平行声屏障列线图画法如图4所示。分别取NRC为0.05（无吸声，红线）和0.6（有吸声，声屏障标准NRC为0.6蓝线），可见当受声点位于区域I时，护栏是否吸声会对反射声修正量产生2dBA左右的影响。

5.当受声点位于区域II时，按如下步骤操作：

a)在图5左边网格图上，以护栏高度为HR 值(1.5m)做垂直线与对应的NRC曲线相交，然后从这个交点引直线垂直于转折线C；

b)转折线C 上的交点与转折线B 上的交点连直线，与反射声修正线△Lr 相交，此交点的数值即为受声点在区域I时的反射修正量。对于受声点高度为-1.5m的情况，其平行声屏障列线图画法如图5所示。分别取NRC为0.05（无吸声，红线）和0.6（有吸声，蓝线），可见当受声点位于区域II时，护栏是否吸声会对反射声修正量产生3dBA左右的影响。

6.当受声点位于区域III时，由于屏障的反射，会使受声点处的噪声级增加。其增加量与 NRC值有关：

护栏NRC	0.05	0.1	0.3	0.6	0.8	1
							噪声增加量（dBA）	3.0	2.5	1.5	1.0	0.5	0.0

可见当护栏吸声体NRC为0.6时，噪声值将比护栏无吸声时（NRC取0.05）低2dBA。

通过上述陈述和查表计算，我们可知吸声护栏对于护栏整体的降噪效果有一定的提升作用。在护栏外侧受护栏影响的区域内，吸声护栏将比不吸声护栏多2~3dBA左右的减噪量，其中，最接近声影区边缘的区域II效果最为明显。

本发明请求保护的吸声防撞护栏，吸声层包括面层、底层、骨架和预埋螺栓；其中面层和底层均为微粒材料制成，骨架所起作用为保障吸声层的整体性。吸声层相较钢筋混凝土的刚性、耐冲击性较差，当车辆发生碰撞时，吸声层的破坏会吸收车辆撞击能量，起到缓冲效果。面层使用微粒材料，微粒材料可以使用不同颜色的微粒材料，不同颜色的微粒材料可以形成图案，亦或使用透明微粒材料，并在其中加设光纤，起到装饰效果。

本发明请求保护的吸声防撞护栏的制作、安装、装饰，相较当前防撞护栏的制作、安装、装饰，以及防撞护栏上增设声屏障，都大大地降低了成本。因为设置吸声层，也使得装饰效果与防撞护栏一体化效果更佳，吸声层的微粒材料也易与混凝土材料形成整体。

实施例2

如图6所示，一种中央分隔带吸声防撞护栏，包括防撞护栏1及吸声层，所述吸声层位于所述防撞护栏1的两侧，所述吸声层和所述防撞护栏1连接在一起，所述吸声层包括面层2、底层3、骨架5和预埋螺栓4；所述吸声层厚度为40-100mm。

进一步的，所述底层3、所述面层2、所述骨架5、所述预埋螺栓4与实施例1相同。

本发明实施例2提供一种中央分隔带吸声防撞护栏制作方法，可以现场浇筑成型，也可工厂预制成型；其制作方法：先制作两侧的所述吸声层，然后将所述吸声层作为所述防撞护栏1的两侧模板，龙骨扎制及支模完成后，浇注形成中央分隔带吸声防撞护栏。

本发明实施例2请求保护的中央分隔带吸声防撞护栏，在实施例1吸声防撞护栏具有的降噪、环保、撞击缓冲、装饰的有益效果前提下，因为两侧均使用吸声层作为模板，进一步减少了钢模的使用、拆卸等，大大降低了成本。

实施例3

如图7-10所示，一种防撞护栏，面层2采用多层微粒板结构，可选择的，所述面层2为两层微粒板结构，分别为装饰层6、表层7；所述表层7采用透明颗粒作为微粒材料，所述底层3可以为透明颗粒也可以为其它颗粒，所述底层3也可以为不同颜色颗粒，所述不同颜色颗粒可以进行图案组合形成各种纹理及文化元素。所述装饰层6为透明管8与发光体9结合，所述透明管8沿着图案及纹理布置，所述发光体9贯穿于所述透明管8内，所述发光体9可以活动，方便更换。所述发光体9可为光纤。

进一步的，所述面层2采用模具成型，所述模具表面设置凹凸图案纹理，固化成型完成后所述表层7的表面自然形成了浮雕，配合所述底层3、所述装饰层6呈现更好的装饰效果。

进一步的，所述表层7制作时，可选择的，在所述表层7的设定位置的微粒材料内加入反光、荧光材料，防撞护栏在使用过程中，灯光照射于表面会呈现亮光效果，保证行车安全。

本发明提供的防撞挡墙技术，将吸声与挡墙完美结合，将城市楼宇垂直地面的美化、亮化、信息技术转用至平行于地面的防撞挡墙，增加了安全城市、公园城市、智慧城市的更多选择。

上述实施例仅仅针对本发明可行实施方式的具体说明，并非用以限定本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，或将本发明应用于任意使用防撞护栏、防撞挡墙等具体场合需求，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种吸声防撞护栏，包括防撞护栏及吸声层，所述吸声层包括面层、底层、骨架和预埋螺栓；所述吸声层厚度为40～100mm；所述面层为微粒吸声材料制成，所述面层为两层微粒板结构，分别为装饰层、表层；所述底层为憎水层，防止混凝土浇注时水泥砂浆灌入吸声材料孔隙封闭孔隙影响声学性能，所述憎水层为微粒吸声材料防水层；所述骨架为不锈钢或者非金属材料制作；所述吸声防撞护栏制作方法，包括以下步骤：先制作所述吸声层，然后将所述吸声层作为所述防撞护栏一侧模板，所述防撞护栏的另一侧模板为钢模板，龙骨扎制及支模完成后，浇注形成所述吸声防撞护栏。

2.如权利要求1所述的一种吸声防撞护栏，所述面层为饰面层。

3.如权利要求2所述的一种吸声防撞护栏，所述饰面层由彩色天然颗粒制作以不同色彩表现装饰效果。

4.如权利要求1所述的一种吸声防撞护栏，所述表层采用透明颗粒，所述底层为透明颗粒，所述底层为不同颜色颗粒，所述不同颜色颗粒可以进行图案组合形成各种纹理及文化元素。

5.如权利要求1所述的一种吸声防撞护栏，所述装饰层为透明管与发光体结合，所述发光体贯穿于所述透明管内。

6.如权利要求5所述的一种吸声防撞护栏，所述发光体为光纤。

7.如权利要求1所述的一种吸声防撞护栏，所述表层的设定位置加入反光、荧光材料。