JP4154080B2 - 回折音波低減用パネル組立体及びそれを用いた防音壁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路、鉄道、工場等より発生する騒音を低減するための防音壁に取り付けられる回折音波低減用パネル組立体と、それを取り付けた防音壁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、道路、鉄道、工場等より発生する騒音を低減するための防音壁としては、Ｈ型鋼からなる支柱の間に防音パネルを落とし込んだ構造のものが広く採用されている。こうした防音壁は、様々な騒音発生源に対して直接的に騒音の伝達経路を遮断するため、効果的、かつ経済的である。しかしこのような単純な構造の防音壁では、遮音効果を高めるために防音壁上方から裏側に廻り込んでくる回折音を減衰させる必要があり、具体的には高速道路などの側壁の防音壁では防音壁上部を道路側にアーチ形に湾曲させる等して、防音壁の高さを嵩上げすることで回折音による影響を抑えることが実際に行われている。
【０００３】
しかし防音壁を高くすることは、風荷重に耐えられるよう支柱構造が大型になり、施工が複雑になるだけでなく、周辺の電波障害、日照権、景観性等の問題を惹起し、さらには圧迫感やメンテナンス性、コストアップなど多くの新たな問題を招いている。
【０００４】
そこで、この問題に対処するため、例えば特許第２６５２７５２号公報には、遮音壁の上端に沿って筒状の吸音装置を取り付けることが提案されている。この吸音装置は、外側面の多孔板と内側面の内面板とで吸音材が狭持されている吸音体が、概ね上下方向に立ち上がる下壁部と、該下壁部上部から側方へ断面略半円弧状に膨出する庇部と、庇部の上端から庇部の膨出方向と逆方向へ、前記下壁部を超えて延出させられた緩凸弧状の頂壁部とよりなる長尺材で、前記下壁部の下端には、既設の遮音壁への固着部が形成され、前記頂壁部の端面には、閉塞板が固着されるものである。そしてこの吸音装置により遮音壁の上端から廻り込む音を遮断すると共に吸音して回折音を減少させようとするものである。
【０００５】
また特開平９−１３３３１号公報には、防音壁の上縁部に沿って筒状の吸音装置を取り付けることが提案されている。この装置は、少なくとも表面側の側壁部から上壁部にかけて吸音材からなる筒状体の内部に、上壁部の背後に庇状に配置された上部遮音板と、少なくとも表面側の側壁部の背後に空気層を設けてアーチ状に折曲されて配置された中仕切遮音板とを有するもの、あるいは、少なくとも、上壁部とその背後の上部遮音板との間、および表面側の側壁部とその背後の中仕切遮音板との間に、それぞれ吸音材料が配設されるようになされている。そしてこの吸音装置により遮音壁の上端から廻り込む音を遮断すると共に吸音して回折音を減少させようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許第２６５２７５２号公報に提案されている吸音装置は、その断面形状が略半円弧状に膨出する庇部と、庇部に連続する緩凸弧状の頂壁部とからなるため、騒音発生源と受音点との位置関係から単純に導かれる音の伝搬経路差、いわゆる行路差をかせぐのには不利な形状であるので、この吸音装置を設置することによる挿入損失量が充分であるとは言えない。また、この吸音装置にある吸音材は外面側の多孔板と内側面の内面板とで狭持されているため、吸音性能に関しても充分であるとは言えない。さらに、この吸音装置の取り付けは遮音壁の上端の左右両外側からの作業になるため、例えば道路側からだけしか作業が出来ない所では、取り付けに支障が出る。
【０００７】
また特開平９−１３３３１号公報に提案されている吸音装置は、表面側の側壁部から上壁部にかけて吸音材からなる、あるいはその背後と遮音板との間に吸音材料を配設してなるので、防音装置の騒音源側および騒音源側とは反対側の端部最上部が吸音材で構成されていることになり、遮音板が前記した端部最上部にない限り吸音材を透過するために、いわゆる行路差をかせぐのには不利な構成である。このためこの吸音装置を設置することによる挿入損失量が充分であるとは言えない。
【０００８】
本発明の目的は、以上のような問題点に鑑み、防音壁の高さを嵩上げすることなく、防音壁の上端から廻り込む騒音を効果的に遮断すると共に吸音して、回折音を減少させることができる回折音波低減用パネル組立体と、それを用いた防音壁を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の回折音波低減用パネル組立体は、防音壁の上端部に騒音源に面して取り付けられる吸音性の正面パネルと、この正面パネルの上端に、一端側が騒音源側に張り出し、他端側が騒音源と反対側に騒音源側より大きく張り出すように、実質的に水平に取り付けられた吸音性の天端パネルと、この天端パネルの騒音源と反対側の端縁と前記正面パネルの下端縁とを連結する吸音性の背面パネルとからなることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の回折音波低減用パネル組立体における、正面パネル、天端パネル及び背面パネルは、表面に多孔板を有し、この多孔板の内側に吸音材を有しており、正面パネル及び天端パネルは吸音材の背後に遮音板を有している構成とすることが好ましい。
また上記遮音板は、吸音材の背後に空気層ができるように配置されることが好ましい。
また天端パネルの遮音板は、天端パネルの騒音源側の端面とそれと反対側の端面を覆うように形成されていることが好ましい。
【００１１】
また本発明の回折音波低減用パネル組立体は、正面パネルの横方向の両端部が、天端パネル及び背面パネルの横方向の両端から突出している構成とすることが、施工性の点で好ましい。
【００１２】
また本発明の防音壁は、上端部に上記のような回折音波低減用パネル組立体を取り付けたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２は本発明に係る回折音波低減用パネル組立体の一実施形態を示す。この回折音波低減用パネル組立体10は、吸音性の正面パネル12、天端パネル14、背面パネル16で構成される。正面パネル12は防音壁の上端部に騒音源（図１で左側）に面して取り付けられる。天端パネル14は正面パネル12の上端に、一端側が騒音源側に張り出し、他端側が騒音源と反対側に騒音源側より大きく張り出すように、水平に取り付けられている。背面パネル16は、天端パネル14の騒音源と反対側の端縁と、正面パネル12の下端縁とを連結している。したがって回折音波低減用パネル組立体10の全体の形は、中空の三角筒形となる。
【００１４】
正面パネル12、天端パネル14及び背面パネル16はそれぞれ、表面にアルミ板等からなる多孔板18を有し、この多孔板18の内側に吸音材20を有している。正面パネル12の多孔板18の孔は横長のスリット状であり、天端パネル14及び背面パネル16の多孔板18の孔は円形又は楕円形であるが、正面パネル12、天端パネル14及び背面パネル16のそれぞれの多孔板18の孔の形は特に限定されない。吸音材20は例えばグラスウールをプラスチックシートで包んだものである。
【００１５】
また正面パネル12と天端パネル14は吸音材20の背後に鉄板等からなる遮音板22を有している。この遮音板22は吸音材20の背後に空気層24ができるように配置されている。天端パネル14の遮音板22は、図１に示すように、天端パネル14の騒音源側の端面とそれと反対側の端面をも覆うように形成されている。一方、背面パネル16の吸音材20の背後には遮音板がなく、吸音材20を部分的に押さえる押さえ部材26が設けられているだけである。
【００１６】
図２に示すように、正面パネル12は天端パネル14及び背面パネル16より横方向の長さが長く、正面パネル12の横方向の両端部は、天端パネル14及び背面パネル16の横方向の両端から突出している。これは、正面パネル12の横方向の両端部をＨ型鋼の支柱36の溝に落とし込めるようにして、取付け工事を容易にするためである。
【００１７】
また正面パネル12と天端パネル14と背面パネル16で構成される三角筒の両端は、図２（ｃ）に示すように、略三角形の端面板28によって塞がれている。この端面板28にはジョイナー支持プレート30が取り付けられている。
【００１８】
以上が回折音波低減用パネル組立体10の構造である。この回折音波低減用パネル組立体10は図３及び図４に示すように防音壁32の上端部に取り付けられる。防音壁32は、基礎部34にＨ型鋼の支柱36を所定の間隔で立て、支柱36の間に防音パネル38を多段に落とし込むことにより構成されている。図３は騒音源側から見た斜視図であり、図４はその反対側から見た斜視図である。この実施形態では回折音波低減用パネル組立体10の正面パネル12は、防音パネル38と同じ構造、同じ寸法にしてある。したがって、回折音波低減用パネル組立体10は、正面パネル12を、防音パネル38と同様に、支柱36の間に落とし込むことにより、防音壁32に取り付けることができる。支柱36の部分では隣り合う天端パネル14の間及び背面パネル16の間に間隔があくが、この部分はジョイナー40によって塞がれる。ジョイナー40は前述のジョイナー支持プレート30に固定される。
【００１９】
図５は回折音波低減用パネル組立体10の支柱36への取付け構造の詳細を示す。42は支柱36の上端に固定されたＨ型鋼トッププレート、44は落下防止ワイヤー、46は正面パネル12の側面に取り付けられたアイボルトである。その他の符号は図１〜図４と同じである。
【００２０】
図１及び図２に示す回折音波低減用パネル組立体を、図３及び図４のように防音壁32の上端部に取り付けると、次のような理由により回折音波を低減することができる。すなわち、防音壁32の上端から回り込む音波は、伝搬途中で、正面パネル12、天端パネル14及び背面パネル16の表面に入射して吸音される。また正面パネル12及び天端パネル14は吸音材20の背後に空気層24を介して遮音板22があるため、特に500 Ｈｚ以上の周波数領域の吸音特性が良好で、パネル内部を透過する回折音を遮音する効果がある。
【００２１】
また背面パネル16は、吸音材20の背後に遮音板がなく、吸音材20の背面の一部が押さえ部材26によって押さえられているだけなので、押さえ部材26が吸音材20と接触しない部分では背後空気層が三角筒内の空洞全体に及び、このために500 Ｈｚ以下の低周波領域の吸音特性が向上する。したがって前述した正面パネル12、天端パネル14と合わせて回折音波が効果的に減衰される。
【００２２】
さらに天端パネル14の背後の遮音板22が、騒音源側とその反対側の両端部最上位まで形成されているため、少なくとも回折音波低減用パネル組立体10の天端部最上位よりも下位部分に入射する音波は完全に遮断できる。したがって騒音発生源と受音点との位置関係から単純に導かれる音の伝搬経路差、いわゆる行路差を効率的にかせぐことができ、この回折音波低減用パネル組立体10を設置することによる挿入損失量が大きい。また正面パネル12、天端パネル14、背面パネル16は、表面に多孔板18を有し、この多孔板18の裏側に吸音材20が配置され、かつ吸音材20の背後に遮音板22により背後空気層を有するよう構成されているため、吸音性に優れる。
【００２３】
また、この回折音波低減用パネル組立体10の防音壁32への取付けは、遮音壁32の片側だけから行うことが可能であり、例えば騒音源側からだけ、あるいは騒音源側とは反対側からだけしか作業が出来ない所でも問題なく施工できると共に、これまでの一般的な防音壁の施工方法を何ら変更することなくＨ型鋼等からなる支柱36，36間に落とし込むだけで設置できるので、施工性に富む。また特に道路側壁においては建築限界が設定されるが、この回折音波低減用パネル組立体10は騒音源側への突出部が小さくこの建築限界を越えることない。
【００２４】
次に、本発明の回折音波低減用パネル組立体10を取り付けた防音壁と、従来の防音壁（日本道路公団仕様金属製遮音板）との比較試験について説明する。
建設省の建設技術評価制度（騒音低減効果の高い遮音壁の開発）の評価法に準じ、防音壁の実寸大モデルを用いたフィールド試験にて、音響的性能の比較実験を実施した。フィールド試験の配置図を図６に示す。平坦なアスファルト路面上に土台Ｈ鋼を設定された位置に固定し、その土台上に日本道路公団仕様金属製遮音板（統一型防音壁）を高さ3.03ｍ、長さ20.0ｍに渡って相対するよう平行に積載し、さらに測定点側の遮音壁両側には回り込み防止のために同一高さ3.03ｍの統一型防音壁を10.0ｍ設置した。
【００２５】
この状態Ａで、図６に示すように、音源（ホーンスピーカーを下向き0.5 ｍ高さに設置し、ピンクノイズを発生）、測定点（遮音壁より５ｍ、10ｍ離れた点に、各々高さ０ｍ、1.2 ｍ、3.5 ｍ、５ｍにマイクロフォンを設置）を設定し、この位置関係を保持しつつ、音源と測定点間に遮音壁が一切介在しない状態Ｂに対する音圧レベル差、すなわち挿入損失Ｌ₁ ＝（Ｌ_B −Ｌ_A ）を同期積分法にて求めた。
【００２６】
一方、測定点側のみの上縁部に沿って回折音波低減用パネル組立体10を前記遮音壁高さ3.03ｍと同一高さになるよう取り付けた状態Ｃ（本発明の防音壁）の、前記音源と測定点間に遮音壁が一切介在しない状態Ｂに対する挿入損失Ｌ₂ ＝（Ｌ_B −Ｌ_C ）を同期積分法にて求めた。
なお回折音波低減用パネル組立体10の寸法は、図１において、Ａ＝520 mm、Ｂ＝520 mm、Ｃ＝597 mm、Ｄ＝80mm、Ｅ＝50mmである。
【００２７】
回折音波低減用パネル組立体10を取り付けた本発明の防音壁の挿入損失（Ａ特性加重）Ｌ₂ と、統一型防音壁の挿入損失（Ａ特性加重）Ｌ₁ と、その差分を表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、防音壁の高さを高くすることなく、防音壁の上端部を回り込む回折音波を低減させることができ、顕著な騒音低減効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る回折音波低減用パネル組立体の一実施例を示す断面図。
【図２】 図１の回折音波低減用パネル組立体の、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図、（ｅ）は背面図。
【図３】 図１の回折音波低減用パネル組立体を取り付けた本発明の防音壁32の正面側からみた斜視図。
【図４】 同じく背面側からみた斜視図。
【図５】 図１の回折音波低減用パネル組立体の取付け構造を示す斜視図。
【図６】 防音壁の音響性能試験場の配置を示す、（ａ）は垂直断面図、（ｂ）は平面図。
【符号の説明】
10：回折音波低減用パネル組立体
12：正面パネル
14：天端パネル
16：背面パネル
18：多孔板
20：吸音材
22：遮音板
24：空気層
26：押さえ部材
28：端面板
30：ジョイナー支持プレート
32：防音壁
34：基礎部
36：Ｈ型鋼の支柱
38：防音パネル
40：ジョイナー
42：Ｈ型鋼トッププレート
44：落下防止ワイヤー
46：アイボルト

Claims (6)

1. 防音壁の上端部に騒音源に面して取り付けられる吸音性の正面パネル（12）と、この正面パネル（12）の上端に、一端側が騒音源側に張り出し、他端側が騒音源と反対側に騒音源側より大きく張り出すように、実質的に水平に取り付けられた吸音性の天端パネル（14）と、この天端パネル（14）の騒音源と反対側の端縁と前記正面パネル（12）の下端縁とを連結する吸音性の背面パネル（16）とからなることを特徴とする回折音波低減用パネル組立体。
2. 正面パネル（12）、天端パネル（14）及び背面パネル（16）は、表面に多孔板（18）を有し、この多孔板（18）の内側に吸音材（20）を有しており、正面パネル（12）及び天端パネル（14）は吸音材（20）の背後に遮音板（22）を有していることを特徴とする請求項１記載の回折音波低減用パネル組立体。
3. 遮音板（22）は吸音材（20）の背後に空気層（24）ができるように配置されていることを特徴とする請求項２記載の回折音波低減用パネル組立体。
4. 天端パネル（14）の遮音板（22）は、天端パネル（14）の騒音源側の端面とそれと反対側の端面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の回折音波低減用パネル組立体。
5. 正面パネル（12）の横方向の両端部が、天端パネル（14）及び背面パネル（16）の横方向の両端から突出していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の回折音波低減用パネル組立体。
6. 上端部に請求項１ないし５のいずれかに記載の回折音波低減用パネル組立体（10）を取り付けたことを特徴とする防音壁。

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