JP6236777B2

JP6236777B2 - 道路橋用遮音部材

Info

Publication number: JP6236777B2
Application number: JP2012271600A
Authority: JP
Inventors: 一俊三瓶; 小野　一則; 一則小野
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: JP2014114675A

Description

本発明は道路橋用遮音部材に関する。

高架の道路や橋梁（以下道路橋という）においては、温度変化などによる床版の伸縮を吸収するために、床版間の遊間や、床版と橋台との間の遊間を道路橋用伸縮装置を介して接続する。
そのため、道路橋上を走行する車両が、道路橋用伸縮装置を通過する際に発する騒音が、上記の遊間を下方へ伝播して拡散し、周辺住民に騒音被害を与えるという問題があった。
そこで、道路橋用伸縮装置の下方において、２つの主桁の互いに対向する端面間の遊間、あるいは、互いに対向する主桁の端面と橋台の端面との間の遊間に板状の発泡体を上下方向に積層してなる道路橋用遮音部材を設けることで騒音を遮蔽することが行われている（特許文献１参照）。

特開２００９−２９３２４８号公報

しかしながら、上記従来技術では、道路橋用遮音部材が発泡体のみから構成されていることから遮音効果の向上を図るためには、発泡体の厚さを大きくする必要があり、発泡体の厚さが大きくなるほど、材料コストがかかる不都合がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コストの低減を図りつつ遮音効果の向上を図る上で有利な道路橋用遮音部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、２つの主桁の互いに対向する端面間の遊間、あるいは、互いに対向する主桁の端面と橋台の端面との間の遊間に配置される道路橋用遮音部材であって、上下方向に間隔をおき橋軸方向の両端部が前記各端面にそれぞれ弾接されて配置される弾性変形可能な上遮音層および下遮音層と、前記上遮音層の下面に取着されて前記上遮音層の下面の全域を覆い橋軸方向の両端部が前記各端面にそれぞれ弾接されて配置される弾性変形可能で前記上遮音層よりも大きい厚さの上吸音層と、前記下遮音層の上面に取着されて前記下遮音層の上面の全域を覆い橋軸方向の両端部が前記各端面にそれぞれ弾接されて配置される弾性変形可能で前記下遮音層よりも大きい厚さの下吸音層と、前記上吸音層の下面と前記下吸音層の上面との間に形成され前記上吸音層および前記下吸音層よりも大きい厚さの空気層とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、上下の遮音層と、上下の遮音層の間に配置される吸音層とを備え、上下の遮音層の間に少なくとも１つの空気層が設けられている。
したがって、上下の遮音層による遮音効果と吸音層による吸音効果とに加え、空気層によって上下の遮音層の間の間隔を大きく確保することで遮音効果の向上を図る上で有利となる。また、従来技術のように遮音効果を向上させるために発泡体の厚さを大きくする必要がないため、コストの低減を図る上で有利となる。

第１の実施の形態における道路橋用遮音部材を設置した例を示す断面図である。第２の実施の形態における道路橋用遮音部材を設置した例を示す断面図である。道路用遮音部材の遮音性の評価実験の試料を示す説明図であり、（Ａ）は空気層を有する実験例を示し、（Ｂ）は空気層を有さない比較例を示す。透過損失算定式の説明図である。実験例、比較例における透過損失の評価結果を示す線図である。実験例と比較例との透過損失の差を示す線図である。

（第１の実施の形態）
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、道路橋２は、橋脚によって支持された多数の主桁４が橋軸方向に並べられて構成されており、それら主桁４の上に路面を構成する床版６が設けられている。
対向する床版６の端面６Ａの間の遊間、あるいは、対向する床版６の端面６Ａと橋台の端面（壁面）との間の遊間には、床版６の伸縮を吸収する従来公知の道路橋用伸縮装置８が設置されている。
道路橋用伸縮装置８は、ゴムや鉄板などの部材が組み合わされて構成されており、この部分を車両が通過することによって衝撃騒音が発生する。

道路橋用遮音部材１０Ａは、２つの主桁４の互いに対向する端面４Ａ間の遊間５に配置され、上記の道路橋用伸縮装置８通過時の衝撃騒音を遮音するものである。
本実施の形態の道路橋用遮音部材１０Ａは、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂと、吸音層１４とを備えている。
上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂは、上下方向に間隔をおき橋軸方向の両端部１２０２が各端面４Ａにそれぞれ弾接されて配置され、本実施の形態では、取付金具１６を用いて各端面４Ａに取着される。
遮音層１２Ａ、１２Ｂは、弾性変形可能でかつ遮音性能に優れた材料で形成され、このような材料として、例えば、クロロプレンゴムによって形成されたゴムシートが使用可能である。
ゴムシートは、布入ゴムシートであっても布が入らないゴムシートであっても遮音性能は変わらないが、遮音層に布入ゴムシートを用いると、耐久性および強度を確保する上で有利となる。
遮音層１２Ａ、１２Ｂの厚さは、例えば、２〜３ｍｍ程度である。
遮音層１２Ａ、１２Ｂの橋軸方向の寸法Ｗ（幅）は、主桁４の遊間５の最大幅以上、すなわち、冬季における主桁４の収縮が発生した場合における主桁４の遊間５の幅以上とすることが、主桁４の収縮が発生した場合に遮音層１２Ａ、１２Ｂに無理な力が加わることを抑制できるため好ましい。
本実施の形態では、遮音層１２Ａ、１２Ｂは、主桁４の端面４Ａに取着される両側の基部１２１０と、それら基部１２１０を接続する下方に湾曲状の中間部１２１２とを有している。

吸音層１４は、橋軸方向の両端部１４０２が各端面４Ａにそれぞれ弾接されて上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間に配置される。
吸音層１４は、弾性変形可能でかつ吸音性能に優れた材料で形成され、このような材料として、例えば、ウレタンフォームやクロロプレンゴムスポンジなどの発泡体が使用可能である。
ウレタンフォームは、クロロプレンゴムスポンジに比較して柔らかいため、施工に要する手間がかからない利点がある。
すなわち、季節の温度変化により主桁４が伸縮することで橋軸方向における遊間５の寸法が変化するため、例えば、夏季では、主桁４が伸長して橋軸方向における遊間５の寸法が狭くなり、冬季では、主桁４が収縮して遊間５の寸法が広くなる。
そのため、夏季の場合、狭くなった遊間５に吸音層１４を挿入する際、クロロプレンゴムスポンジに比較してウレタンフェームは容易に変形するため、施工する際に手間がかからない。
なお、ウレタンフォームは、クロロプレンゴムスポンジに比較して材料コストが安価であるという利点もある。
吸音層１４は均一の厚さで形成され、この厚さは、例えば、２０ｍｍ以上であるが、遊間５の寸法が長くなるほど吸音層１４の厚さを大きくして吸音層１４の両端部１４０２が主桁４の端面４Ａに弾接する面積を拡大することが、吸音層１４の両端部１４０２と各端面４Ａとを安定して弾接させる上で好ましい。
また、吸音層１４の橋軸方向の寸法（幅）は、主桁４の遊間５の最大幅以上とすることが、主桁４の収縮が発生した場合に吸音層１４の両端部１４０２と主桁４の端面４Ａとの間を隙間なく弾接させることができ好ましい。

さらに、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間に少なくとも１つの空気層１８が設けられている。
本実施の形態では、空気層１８は、吸音層１４と上遮音層１２Ａとの間、および、吸音層１４と下遮音層１２Ｂとの間の双方に形成されている。
このような空気層１８を確保することにより、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間の間隔を大きく確保することができ遮音性能の向上を図る上で有利となる。

次に、道路橋用遮音部材１０Ａの取り付け方法について説明する。
まず、上遮音層１２Ａを遊間５の下方から挿入し、上遮音層１２Ａの幅方向が橋軸方向に沿って延在するように上遮音層１２Ａの両端部１２０２を主桁４の端面４Ａに弾接させて配置し、取付金具１６を用いてそれぞれ取着する。
次いで、吸音層１４を遊間５の下方から挿入し、吸音層１４の幅方向が橋軸方向に沿って延在し、かつ、吸音層１４と上遮音層１２Ａとの間に空気層１８が形成されるように吸音層１４の両端部１４０２を主桁４の端面４Ａに弾接させて配置する。
この際、吸音層１４の両端部１４０２と主桁４の端面４Ａとを接着剤を用いて取着すれば、吸音層１４を安定して設置する上で有利となる。
次いで、下遮音層１２Ｂを遊間５の下方から挿入し、下遮音層１２Ｂの幅方向が橋軸方向に沿って延在し、かつ、吸音層１４と下遮音層１２Ｂとの間に空気層１８が形成されるように下遮音層１２Ｂの両端部１２０２を主桁４の端面４Ａに弾接させて配置し、取付金具１６を用いてそれぞれ取着する。
以上で道路橋用遮音部材１０Ａの遊間５に対する取り付けが完了する。

次に、作用効果について説明する。
本実施の形態では、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂと、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間に配置される吸音層１４とを備え、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間に２つの空気層１８が設けられている。
したがって、従来技術のように単に発泡体を積層した構成に比較して、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂによる遮音効果と吸音層１４による吸音効果とに加え、空気層１８によって上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間の間隔を大きく確保することで遮音効果を格段に高める上で有利となる。
そのため、道路橋用伸縮装置８の部分を車両が通過することで発生する衝撃騒音が効果的に遮音され、道路橋２の下方における騒音の低下を図る上で有利となる。
また、従来技術のように発泡体のみからなる構成に比べ、発泡体の厚さを大きくすることなく遮音効果が得られることから、コストの低減を図る上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、図２に示すように、２つの吸音層１４Ａ、１４Ｂと１つの空気層１８を設けた点が第１の実施の形態と相違している。なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

図２に示すように、道路橋用遮音部材１０Ｂは、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂと、上下の吸音層１４Ａ、１４Ｂとを備えている。
上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂは、均一の厚さで形成され、各遮音層１２Ａ、１２Ｂの厚さは、例えば、２〜３ｍｍである。
上吸音層１４Ａは、上遮音層１２Ａの下面の全域を覆うように上遮音層１２Ａに接着剤により取着されている。
下吸音層１４Ｂは、下遮音層１２Ｂの上面の全域を覆うように下遮音層１２Ｂに接着剤により取着されている。
上吸音層１４Ａと下吸音層１４Ｂは、それぞれ均一の厚さで形成され、この厚さは、それぞれ例えば２０ｍｍ以上であり、上吸音層１４Ａの上面から下吸音層１４Ｂの下面までの距離は、例えば２３０ｍｍ以上である。
そして、空気層１８は、上下の吸音層１４Ａ、１４Ｂの間、すなわち、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間に設けられている。
空気層１８の厚さは、例えば１９０ｍｍ以上である。
なお、遮音層１２Ａ、１２Ｂの橋軸方向の寸法（幅）Ｗおよび吸音層１４Ａ、１４Ｂの橋軸方向の寸法（幅）Ｗは、第１の実施の形態と同様に、主桁４の遊間５の橋軸方向の最大幅以上とすることが、主桁４の収縮が発生した場合に吸音層１４の両端部１４０２と主桁４の端面４Ａとの間を隙間なく弾接させることができ好ましい。

次に、道路橋用遮音部材１０Ｂの取り付け方法について説明する。
まず、上吸音層１４Ａが取着された上遮音層１２Ａを上遮音層１２Ａが上側に位置するようにして、遊間５の下方から挿入し、上遮音層１２Ａおよび上吸音層１４Ａの幅方向が橋軸方向に沿って延在するように上遮音層１２Ａおよび上吸音層１４Ａの両端部１２０２、１４０２を主桁４の端面４Ａにそれぞれ弾接させて配置する。
次いで、下吸音層１４Ｂが取着された下遮音層１２Ｂを下遮音層１２Ｂが下側に位置するようにして、遊間５の下方から挿入し、下遮音層１２Ｂおよび下吸音層１４Ｂの幅方向が橋軸方向に沿って延在し、かつ、上吸音層１４Ａと下吸音層１４Ｂとの間に空気層１８が形成されるように下遮音層１２Ｂおよび下吸音層１４Ｂの両端部１２０２、１４０２を主桁４の端面４Ａにそれぞれ弾接させて配置する。
この際、各遮音層１２Ａ、１２Ｂおよび各吸音層１４Ａ、１４Ｂの両端部１２０２、１４０２と主桁４の端面４Ａとを接着剤を用いて取着すれば、あるいは、遮音層１２Ａ、１２Ｂおよび吸音層１４Ａ、１４Ｂの少なくとも一方の両端部１２０２（あるいは１４０２）と、主桁４の端面４Ａとを接着剤を用いて取着すれば、各遮音層１２Ａ、１２Ｂおよび各吸音層１４Ａ、１４Ｂを安定して配置する上で有利となる。
以上で道路橋用遮音部材１０Ｂの遊間５に対する取り付けが完了する。
なお、上述のように幅方向の両端部１２０２、１４０２を弾接させて上遮音層１２Ａ、上吸音層１４Ａ、下遮音層１２Ｂ、下吸音層１４Ｂを配置する場合、それらの下方に落下防止用の金具を設けるなど任意である。

次に、作用効果について説明する。
第２の実施の形態では、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂと、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間に配置される上下の吸音層１４Ａ、１４Ｂとを備え、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間に１つの空気層１８が設けられている。
したがって、第１の実施の形態と同様に、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂによる遮音効果と上下の吸音層１４Ａ、１４Ｂによる吸音効果とに加え、空気層１８によって上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間の間隔を大きく確保することで遮音効果を格段に高める上で有利となり、また、コストの低減を図る上で有利となる。

なお、実施の形態では、道路橋用遮音部材１０Ｂが２つの主桁４の互いに対向する端面４Ａ間の遊間５に設置される場合について説明したが、本発明は、道路橋用遮音部材１０Ｂが互いに対向する主桁４の端面４Ａと橋台の端面（側壁）との間の遊間に設置される場合にも無論適用可能である。
また、実施の形態では、空気層１８が２層あるいは１層設けられている場合について説明したが、空気層１８が３層以上設けられていてもよいことは無論である。

次に、図３〜図６を参照して本発明の道路橋用遮音部材の実験例について説明する。
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような試料を作製した。
図３（Ａ）は、第２の実施の形態に対応する試料であり、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂと、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間に配置される上下の吸音層１４Ａ、１４Ｂとを備え、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂの間に１つの空気層１８が設けられている。
実験例１，２は、図３（Ａ）のように構成されている。
具体的には、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂは、厚さ３ｍｍのゴムシートで構成されている。
上下の吸音層１４Ａ、１４Ｂは、厚さ２０ｍｍの軟質ウレタンフォームで構成されている。
実験例１は、空気層１８の厚さが４０ｍｍであり、実験例２は、空気層１８の厚さが１９０ｍｍである。
図３（Ｂ）は、比較例の試料であり、図３（Ａ）の空気層１８を除いたものであり、上下の吸音層１４Ａ、１４Ｂが重ね合わされている。
上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂおよび上下の吸音層１４Ａ、１４Ｂは実験例１、２と同様に構成され、空気層１８の厚さが０ｍｍである。
実験例１、２、比較例の試料は、上下の遮音層１２Ａ、１２Ｂ、吸音層１４Ａ、１４Ｂを同形同大の矩形状に形成し、それらの四辺全周を木製の矩形枠Ｆに取着することで作製した。

これら実験例１、２、比較例の試料を用いて遮音性能の測定を行った。
遮音性能の測定方法としては、ＪＩＳＡ１４１６−２０００に規定されている「実験室における建築部材の空気音遮断性能の測定方法」を採用した。
各試料は、音源室と受音室との間を区切るように設置される。
測定手順は、以下の通りである。
１）受音室側の残響時間の測定を行なう（５回平均）。
２）音源室側の平均音圧レベルの測定を行なう（５地点）。
３）受音室側の平均音圧レベルの測定を行なう（５地点）。

遮音性能は、透過損失の値によって評価される。
透過損失算定式は、図４に示す各式によって求められる。
受音用残響室の吸音力Ａ（ｍ^２）は、式（１）によって空気中音速ｃ（ｍ／ｓｅｃ）、受音室容積Ｖ（ｍ^３）、残響時間Ｔ（ｓｅｃ）、室温ｔ（℃）から算出される。
透過損失ＴＬ（ｄＢ）は、式（２）によって試料透過面積Ｓ（ｍ^２）、音源室平均音圧レベルＬ１（ｄＢ）、受音室平均音圧レベルＬ２（ｄＢ）から算出される。

図５は、実験例１、２、比較例における透過損失の評価結果を示す線図であり、横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は透過損失ＴＬ（ｄＢ）である。
図６は、実験例１、２の透過損失から比較例の透過損失を差し引いた差分を示す線図であり、横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は透過損失ＴＬの差分（ｄＢ）である。
図５、図６に示すように空気層１８を有さない比較例に対して空気層１８を有する実験例１、２は透過損失ＴＬの値が大きく確保されており、遮音性が高いものとなっていることがわかる。
また、空気層１８の厚さが４０ｍｍの実験例１よりも空気層１８の厚さが１９０ｍｍの実験例２の方が透過損失ＴＬ（ｄＢ）を大きく確保することから、空気層１８を大きく確保することが透過損失ＴＬ（ｄＢ）を確保する上で有利であることが明らかである。

４……主桁、４Ａ……端面、５……遊間、１０Ａ、１０Ｂ……道路橋用遮音部材、１２Ａ……上遮音層、１２Ｂ……下遮音層、１２０２……端部、１４……吸音層、１４Ａ……上吸音層、１４Ｂ……下吸音層、１４０２……端部、１８……空気層。

Claims

２つの主桁の互いに対向する端面間の遊間、あるいは、互いに対向する主桁の端面と橋台の端面との間の遊間に配置される道路橋用遮音部材であって、
上下方向に間隔をおき橋軸方向の両端部が前記各端面にそれぞれ弾接されて配置される弾性変形可能な上遮音層および下遮音層と、
前記上遮音層の下面に取着されて前記上遮音層の下面の全域を覆い橋軸方向の両端部が前記各端面にそれぞれ弾接されて配置される弾性変形可能で前記上遮音層よりも大きい厚さの上吸音層と、
前記下遮音層の上面に取着されて前記下遮音層の上面の全域を覆い橋軸方向の両端部が前記各端面にそれぞれ弾接されて配置される弾性変形可能で前記下遮音層よりも大きい厚さの下吸音層と、
前記上吸音層の下面と前記下吸音層の上面との間に形成され前記上吸音層および前記下吸音層よりも大きい厚さの空気層と、
を備えることを特徴とする道路橋用遮音部材。
前記遮音層は、ゴムシートで構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の道路橋用遮音部材。
前記吸音層は、ウレタンフォームで構成されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の道路橋用遮音部材。