泡沫铝声屏障对高架路噪声的隔音将有良好的效果

目前城市高架路和高架桥的声屏障多数采用玻璃隔音屏或者是开口塑料板/(或矿渣棉)吸声结构的隔音屏。玻璃隔音屏具有视野好的优点,但是这种隔音屏的隔音效果很差,只能隔音5dB左右;开孔塑料板(或矿渣棉)吸声结构的吸声能力用驻波法测量,其吸声率的峰值在频率1500Hz左右,与产生公路噪声的声频范围(主要在600Hz以下)相比,这种结构的吸声能力较低,采用这种结构制作的隔音屏隔音效果在10dB以下,而且在雨天当(或矿渣棉)吸水以后,隔音屏的隔音效果将大大降低。

　　由于闭孔泡沫铝特殊的结构以及泡孔无取向等原因,使其进行切割加工后必然会形成不同的表面孔形态,闭孔泡沫铝由于切割的原因,构成了无数个并联的亥姆霍兹共振器吸声体。当有声波作用于管口时,由于短管的线度远小于波长,所以短管中的各部分空气都同属于波长?的一个很小的区域,它们的振动情况近似认为是相同的,可以形象地把短管内的空气比喻为一个?活塞做整体振动,与短管壁发生摩擦,消耗声能。至于腔体内的空气,当短管的空气柱向腔内方向运动引起腔内质量增加时,由于腔壁是刚性的,腔内的空气无路可走,结果形成压缩,腔内压强增加,引起腔内空气振动,聚集声能,然而闭孔泡沫铝泡孔内表面比较粗糙,本身阻尼较大,并不适于储藏声能,腔内声波受曲折的泡壁阻挡发生多次反射和折射,引起介质与泡沫铝粗糙壁膜表面摩擦使声能转变成热能耗散。另外,闭孔泡沫铝形成的亥姆霍兹共振器颈口很短,因此对声能的二次辐射作用较小。

　　试验所得闭孔泡沫铝吸声特性曲线形状与亥姆霍兹共振器吸声特性曲线相似,但吸声系数向更高频率偏移,这主要是因为多孔材料吸声系数随频率增加一直带动亥姆霍兹共振器吸声特性曲线峰值向高频迁移的缘故。因此,可以认为闭孔泡沫铝吸声机理主要是由于闭孔泡沫铝中的多孔结构(微孔和裂缝)和亥姆霍兹共振器共同作用的结果.

　　??为了在低频获得较高的声吸收,在闭孔泡沫铝板上打上一定数量的孔,打孔后闭孔泡沫铝可以离开刚性墙壁安装。因此,下面的试验考察了打孔后闭孔泡沫铝背后空腔对吸声性能的影响。在闭孔泡沫铝后设置空气层,不但闭孔泡沫铝本身的亥姆霍兹共振器以及微孔和裂缝可以消耗声能,而且组成了穿孔板吸声结构,由于每个开口背后均有对应空腔,这一穿孔板后也可以看为许多并联的亥姆霍兹共振器。

　　闭孔泡沫铝打孔后在不同空腔厚度情况下的吸声性能,可以明显地发现,吸声曲线都表现出明显的亥姆霍兹共振器吸声特性,随着打孔后闭孔泡沫铝空腔厚度的不断增加,低频吸声系数逐渐增加,高频吸声系数逐渐降低,吸声系数略有上升,但表现出向低频迁移的趋势。

　　根据何琳对增加吸声材料背后空腔的推导可知增加打孔后闭孔泡沫铝背后空腔厚度D,相当于闭孔泡沫铝表观厚度的增加。而打孔后闭孔泡沫铝表观厚度的增加势必会造成吸声系数向低频迁移,这要比增加闭孔泡沫铝实际厚度付出材料成本的代价要实际的多,因此出于工程上经济的考虑,可以在打孔后闭孔泡沫铝背后加空腔来达到增加其低频吸收声能的目的。当泡沫铝板后面空腔的厚度达到30mm时,这种结构的隔音屏的吸音峰的大值将偏移到400Hz左右,且吸音系数可达0?9],可以得知,这种结构制作的声屏障对高架路噪声的隔音将有良好的效果