JP2001193025A - 上方に放射される交通騒音の低減構造 - Google Patents

上方に放射される交通騒音の低減構造

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JP2001193025A
JP2001193025A JP2000002414A JP2000002414A JP2001193025A JP 2001193025 A JP2001193025 A JP 2001193025A JP 2000002414 A JP2000002414 A JP 2000002414A JP 2000002414 A JP2000002414 A JP 2000002414A JP 2001193025 A JP2001193025 A JP 2001193025A
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sided
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Shinichi Kinoshita
伸一 木下
Rie Sugimoto
理恵 杉本
Toshimitsu Tanaka
俊光 田中
Kenji Iwai
健治 岩井
Tadayuki Minoura
忠行 箕浦
Hideo Arakane
秀生 荒金
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 堀割道路など、両側が壁で上部に開口を有す
る道路又は鉄道において、開口部から上方に放射される
交通騒音を低減し、自然の換気や採光を大きく阻害せ
ず、かつ経済的な交通騒音の低減構造を得る。 【解決手段】 上部開口部内に道路又は鉄道の延長方向
に沿って、両側面を吸音面が外側を向いた片面吸音板2
で構成し、底面を遮音板3で構成した断面U型の構造体
1が設置され、かつ前記片面吸音板2の吸音面と対向す
る開口部の両内壁面に吸音板5が設置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、両側が壁で上部に
開口を有する道路又は鉄道における交通騒音の低減構造
に関する。
【0002】
【従来の技術】高速道路や鉄道の騒音防止のために、道
路あるいは線路の両側に垂直形の防音壁又は上端がしの
び返し形構造である防音壁を設置する方法、さらには半
地下式の堀割構造として堀割内面に吸音板を設置する方
法、あるいは両側の壁と天井部とで覆い囲む方法などが
採られてきている。
【0003】上部に天井あるいは覆いを設けたトンネル
型の道路は、防音性能は高いが、排気ガスが充満する
ために排気設備を必要とする、照明設備を必要とす
る、といった問題点があった。これらの問題点を解決す
る方法として、例えば特公昭54−18492号公報に
は、車道を取り囲むようにトンネル状の防音壁を設け、
その防音壁に外部が見える程度の間隔の間隙構造(開口
部)を設けることが記載されている。しかし、この方法
によれば、大きな騒音低減効果を得ようとすれば、隙間
の面積を小さくして遮蔽面積を増やす必要があり、道路
内外の通気性及び採光性が悪化し、道路内を走行する自
動車から排出された排気ガスによって道路内の透視性が
悪化する危険がある。
【0004】一方、道路の両側が壁で上部にのみ開口を
有し、その開口部に騒音防止のため吸音板を設置した騒
音防止構造も知られている。例えば特開昭49−170
26号公報には、堀割構造の道路の上方開口部に1又は
複数の帯状の吸音板を道路の延長方向に沿って鉛直に設
置することが記載されている。また特開昭55−111
705号公報には、両側に防音壁を設けるか又は堀割構
造とした道路の上方開口部に、吸音材等からなる上下方
向に開放した多数の筒型セルの集合体を設置することが
記載されている。これらの技術は、道路内部で発生する
騒音のうち斜め方向の指向性を有する成分については吸
音板又はセルの吸音性内壁に衝突して減衰し、垂直上方
又はそれに近い角度の指向性を有する成分のみが道路外
部へ放射され、そのため周辺民家地域へ伝播する騒音成
分が顕著に減衰するというものである。そして、両側に
壁を有する道路の上部開口部に、吸音板又は吸音材で構
成した筒型セルを上下方向の通気を妨げないように垂直
に設置するため、換気性能への影響は小さく、採光性も
ある。
【0005】しかし、これらの対策によって十分な騒音
低減効果を得るためには、音源からの直接音成分だけで
なく、道路表面及び両側側面などから反射された様々な
角度の指向性を持った成分を減衰させることが必要であ
るため、これらの成分を確実に吸音板又はセル壁面に衝
突させる構造でなければならない。そのため、吸音板の
間隔又はセルの内寸を小さくすること、及び高さを十分
大きくすることが必要となる。また、吸音板、セルの壁
面は両面ともに吸音性であることが要求される。この結
果、必要な吸音表面の総面積は非常に大きなものとな
り、コストがかさむという問題がある。
【0006】そのほか、同じく道路の両側が壁で上部に
のみ開口を有し、その開口部に騒音防止のため吸音板を
設置した騒音防止構造に関するものとして、特公昭52
−19903号公報には、道路側面に対向して骨組みを
トンネル形に構成し、これを吸音板で覆って防音壁と
し、かつ上方開口部に道路延長方向に交差して吸音板を
設置することが記載されている。また実公平6−479
32号公報には、堀割構造の道路の上方開口部に、多数
の吸音ルーバー部材を前後方向に間隔を置いて配置した
吸音ルーバーユニットを架設することが記載されてい
る。しかし、これらの技術にも、前記公報の技術と同様
の問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記問題点に鑑みてなされたもので、両側が壁で上部に
開口を有する道路又は鉄道において、開口部から上方に
放射される交通騒音を低減し、自然の換気や採光を大き
く阻害せず、かつ経済的な交通騒音の低減構造を得るこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明(請求項1)は、
両側が壁で上部に開口を有する道路又は鉄道において上
方に放射される交通騒音を低減するため、その開口部内
に道路又は鉄道の延長方向に沿って、両側面を吸音面が
外側を向いた片面吸音板で構成し、底面を遮音板で構成
した断面U型の構造体が設置され、かつ前記片面吸音板
の吸音面と対向する開口部の両内壁面に吸音板が設置さ
れていることを特徴とする。また、本発明(請求項2)
は、同じく、開口部内に道路又は鉄道の延長方向に沿っ
て、両側面を吸音面が外側を向いた吸音板で構成し、接
続面を遮音板で構成した断面H型の構造体が設置され、
かつ前記片面吸音板の吸音面と対向する開口部の両内壁
面に片面吸音板が設置されていることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】図1に示す低減構造は、堀割道路
の上部開口部に断面U型の構造体を設置した例である。
断面U型の構造体1は、それぞれ吸音面を外側に向け所
定距離を置いてほぼ鉛直に設置された2枚の片面吸音板
2と、両片面吸音板2の下端を接続してほぼ水平に設置
された遮音板3からなり、これが堀割道路の横梁(スト
ラット)4の上部に道路の延長方向に沿って設置されて
いる。この片面吸音板2としては、例えば、背面を遮音
板とし、吸音面を多孔板とし、外周4辺を枠体で囲み、
その枠体内に背面及び吸音面との間に空気層を介してグ
ラスウール等の繊維状吸音材が配置された片面吸音板等
を利用することができる。遮音板としては、例えば、金
属、セラミック、プラスチック等からなる通気性のない
板を利用することができる。また、片面吸音板2の吸音
面と対向する開口部の両内壁面に吸音板(片面)5が垂
直に設置され、さらに道路内部の両内壁面に吸音板(片
面)6が設置されている。
【0010】上記低減構造によれば、音源からの直接音
及び道路内部(路面・両側壁面)で反射された反射音な
ど、様々な方向への指向性を有する騒音成分の外部空間
への放射が、堀割道路上部開口部に設置されたU型断面
の構造体1及び吸音板5により遮音・減衰される。前記
構造体1の遮音板3に衝突した成分は反射して再び道路
内へと戻り、路面や側壁面で再度反射する。前記構造体
1の片面吸音板2や両側壁面に設置された吸音板5の吸
音表面に衝突した斜め方向成分は吸音され減衰する。そ
の結果、道路外部へ放射される騒音は、両側壁面の吸音
板5と2枚の片面吸音板2との間の空間を通過する、ほ
ぼ垂直方向への指向性を持った成分だけとなる。この同
じ通過面積を、従来の垂直の吸音板(特開昭49−17
026号公報)又は筒型セル(特開昭55−11170
5号公報)によって実現するのであれば、必要な吸音表
面積は非常に大きくなる。つまり、本発明の構造では、
一定の騒音低減効果量を得るのに必要な吸音表面の総面
積は従来に比べ小さくて済み、費用対効果の面で有利で
ある。また、換気性能及び採光性を妨げることもない。
さらに、遮音板部分は吸音性である必要はないので、こ
こに透明板などを用いれば、採光性がより良好となる。
【0011】図2(a)、(b)に示す低減構造は、堀
割道路の上部開口部に断面H型の構造体を設置した例で
ある。断面H型の構造体11は、それぞれ吸音面を外側
に向け所定距離を置いてほぼ鉛直に設置された2枚の片
面吸音板12と、両片面吸音板12の中間位置を接続し
てほぼ水平に設置された遮音板13からなり、これが堀
割道路の延長方向に沿って設置されている。この構造体
11の上端から遮音板13までは横梁4の上部に設置さ
れているので、図1の断面U型の構造体1の片面吸音板
2の下端を遮音板3の位置より下方に延長した構造と言
い換えることもできる。また、片面吸音板12の吸音面
と対向する開口部の両内壁面に吸音板5が垂直に設置さ
れ、さらに道路内部の両内壁面に吸音板6が設置されて
いる点は、図1の構造と同じである。
【0012】断面H型の構造体11を設置した場合に
は、図1の断面U型の構造体1を用いた場合と同じ作用
効果を得ることができ、さらに、断面U型の構造体1を
用いた場合に比べて次のような利点がある。つまり、断
面U型の構造体1の場合、周囲地域の理解や外部空間の
日影問題、その他現場に応じた問題により、構造体1の
上端高さが規定されることが考えられる。また、通常、
堀割道路や鉄道上部の開口には延長方向に直交して横梁
4があり、施工性などを考えると、上部開口に設置する
構造体1はこの横梁よりも上部又は下部の一方のみで設
置可能なものに限定されるため、下端位置も制限され、
その結果、片面吸音板2の上下方向長さ(h)が十分
に取れない場合が考えられる。一方、仮に横梁4の上部
空間のみでは十分な長さの片面吸音板を設置できない場
合でも、遮音板の設置位置(横梁4の少し上程度になる
と思われる)よりも下端を下げ、横梁4を道路延長方向
にまたいで設置する、つまり断面H型にすることで、十
分な上下長さ(h+h)を有する片面吸音板12を
設置することが可能となる。そして、片面吸音板12の
上下方向長さが増加した分、その部分に衝突し減衰する
斜め方向伝播成分が増えることになり、上部開口部を通
って外部へと放射される騒音はさらに減少する。同時
に、断面H型の場合、片面吸音板12の遮音板13より
下方の延長部分(hの部分)内側と遮音板13とで3
方を囲まれた狭い空間での多重反射によって騒音のエネ
ルギーの減衰が生じ、さらに大きな騒音低減効果が期待
できる。なお、上記断面U型及びH型構造体において、
遮音板3、13に代えてここに吸音面を下向きにして片
面吸音板を設置してもよい。その場合、さらに防音効果
が向上する。
【0013】本発明に係る交通騒音の低減構造の効果を
模型実験で確認した。本発明例では、図3(a)に示す
ように、左右対称の堀割道路の開口部中央部(横梁上
部)に道路の延長方向に沿って、鉛直に設置した2枚の
片面吸音板(厚さW=0.1m)とその下端を水平に接
続した遮音板からなる断面U型の構造体を設置し、さら
に開口部の両内壁面に同じ片面吸音板、道路内部の両内
壁面にセラミック吸音板を設置した。一方、比較例とし
て、図3(b)に示すように、同じ構造の堀割道路の上
部開口部に、図3(a)の断面U型の構造体の代わり
に、所定の間隔を置き道路の延長方向に沿って3枚の両
面吸音板(厚さW=0.2m)を鉛直方向に設置した。
なお、堀割道路の上部開口部における本発明例の吸音表
面積は17m /m(道路延長方向1m当り)、比較例
の吸音表面積は31m/mである。模型実験条件は次
の通りである。 1/20模型実験、 両面吸音板、片面吸音板の吸音性能は同一、 音源条件;走行速度90km/h、大型車混入率1
7.8%、上り下りの交通量同一(学会式に従う)、 音源位置;上り2車線の中央、下り2車線の中央の2
箇所。
【0014】この模型実験により、本発明例、比較例、
開口部対策なしの各場合について、堀割道路の上部開口
部から放射される騒音レベル(等価騒音レベルLeq)値
を求めた。図4はその結果を整理したもので、官民境界
(開口部中央から水平方向25m地点)において、各観
測点高さ(地表面からの高さ)での騒音低減効果量(開
口部対策なしの場合との比較)を示す。本発明例は比較
例と比べて吸音表面積は55%程度と小さいが、図4に
示すように、官民境界における騒音低減効果では同等以
上の性能が得られている。従って、本発明では低コスト
で高性能な騒音低減効果を得ることができる。なお、本
発明における上部開口部の遮蔽面積は全体に対して1/
3程度であり、換気性能はほとんど損なわれない。
【0015】次に、堀割道路の上部開口部内に道路の延
長方向に沿って断面U型の構造体を設置した本発明例
(U型)、断面H型の構造体を設置した本発明例(H
型)、鉛直に両面吸音板を設置した比較例について、官
民境界での騒音低減効果予測を、公知の境界要素法によ
り数値シミュレーション(参考:日本機械学会論文集(C
編)60巻453号(昭和59年5月)P.848-856)で実施した。シ
ミュレーションモデルは図5(a)〜(c)に示す通
り、本発明例(U型)は左右対称の堀割道路の開口部中
央部に、鉛直に設置した2枚の片面吸音板とその下端を
水平に接続した遮音板からなる断面U型の構造体を設置
し、さらに開口部の両内壁面に同じ片面吸音板、道路内
部の両内壁面にセラミック吸音板を設置したもの、本発
明例(H型)は断面U型の構造体に代え、遮音板の位置
より下方に片面吸音板が延長した断面H型の構造体を設
置したもの、比較例は2枚の両面吸音板を設置したもの
である。なお、堀割道路の上部開口部における本発明例
(U型)の吸音表面積は17m/m(道路延長方向1
m当り)、遮音板の面積は3.1m/m、本発明例
(H型)の吸音表面積は20m/m、遮音板の面積は
同じく3.1m/m、比較例の吸音表面積は30m
/mである。また、シミュレーション条件を、片面吸音
板と両面吸音板の吸音性能は同一、走行速度80km/
h、大型車混入率17.3%、4車線交通量同一とし
た。
【0016】数値シミュレーションによる予測結果を図
6に示す。これは、本発明例(U型)、本発明例(H
型)、比較例及び開口部対策なしの各場合につき、官民
境界(開口部中央から水平方向25m地点)の各観測点
高さにおいて、前記堀割道路の上部開口部から放射され
る騒音レベルL50(騒音レベルの時間変動を平均化し
た値)を求め、さらに開口部対策なしの場合と比較した
騒音低減効果量として整理したものである。なお、境界
要素法による数値シミュレーションの結果は、実測値と
よく一致することが知られている。図6をみると、いず
れの場合も優れた騒音低減効果が得られている。また、
本発明例(H型)は、本発明例(U型)を1〜3dB程
度上回り、遮音板より下に片面吸音板を延長することの
効果が示されている。さらに、本発明例(H型)を同じ
高さの両面吸音板2枚を使った比較例と比較すると、断
面H型の構造体の吸音表面積は比較例の両面吸音板2枚
の半分でありながら、同程度の騒音低減効果を得られ、
高効率型対策の実現が可能となっている。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、両側が壁で上部に開口
を有する道路又は鉄道において、開口部から上方に放射
される交通騒音を効果的に低減し、経済的であり、かつ
自然の排気や照明を阻害しない交通騒音の低減構造を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る交通騒音の低減構造を堀割道路
に適用した例(道路延長方向に垂直な断面)である。
【図2】 同じく他の例であり、道路延長方向に垂直な
断面(a)及びそのI−I断面図(b)である。
【図3】 模型実験における本発明例の断面構造(a)
及び比較例の断面構造(b)である。
【図4】 模型実験における騒音低減効果量と観測点高
さの関係を示す図である。
【図5】 数値シミュレーションに用いた本発明例
(a)、(b)と比較例(c)の断面構造である。
【図6】 シミュレーションで得られた騒音低減効果量
と観測点高さの関係を示す図である。
【符号の説明】
1 断面U型の構造体 11 断面H型の構造体 2、12 片面吸音板 3、13 遮音板 5、6 吸音板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 俊光 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 岩井 健治 東京都品川区北品川5丁目9番12号 株式 会社神戸製鋼所東京本社内 (72)発明者 箕浦 忠行 東京都品川区北品川5丁目9番12号 株式 会社神戸製鋼所東京本社内 (72)発明者 荒金 秀生 東京都品川区北品川5丁目9番12号 株式 会社神戸製鋼所東京本社内 Fターム(参考) 2D001 AA01 BA01 CA01 CB02 CC01 CD03 DA04 DA07 2D051 AA06 AE03 BB01 BB08

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両側が壁で上部に開口を有する道路又は
    鉄道における交通騒音の低減構造であって、開口部内に
    道路又は鉄道の延長方向に沿って、両側面を吸音面が外
    側を向いた片面吸音板で構成し、底面を遮音板で構成し
    た断面U型の構造体が設置され、かつ前記片面吸音板の
    吸音面と対向する開口部の両内壁面に吸音板が設置され
    ていることを特徴とする上方に放射される交通騒音の低
    減構造。
  2. 【請求項2】 両側が壁で上部に開口を有する道路又は
    鉄道における交通騒音の低減構造であって、開口部内に
    道路又は鉄道の延長方向に沿って、両側面を吸音面が外
    側を向いた吸音板で構成し、接続面を遮音板で構成した
    断面H型の構造体が設置され、かつ前記片面吸音板の吸
    音面と対向する開口部の両内壁面に片面吸音板が設置さ
    れていることを特徴とする上方に放射される交通騒音の
    低減構造。
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