微穿孔吸聲板在道路交通中的應用

陳曉筱

（湖北工業大學機械工程學院，430062）

微穿孔吸聲板在道路交通中的應用

陳曉筱

（湖北工業大學機械工程學院，430062）

隨著道路的不斷進步，我國各大城市的道路網基本形成，帶動了國家經濟發展，提高了人民生活質量，根據需求不斷的建設道路，卻也不可避免地引發了較為嚴重的噪聲污染。這個問題已經成為了阻礙道路交通發展的主要因素之一。通過分析道路交通噪聲，淺析軌道吸聲特性吸聲結構影響因素，以及舉例實踐效果加以證明，為我國更有效地治理道路交通噪聲提供借鑒和參考。

吸聲屏障；道路； 交通噪聲； 流動聲源

近年來，我國經濟的直線上升，城市道路的車流量也愈加增多，一些重型車、大型車的出入也在不斷增加，道路噪聲污染已經越來越嚴重。這種污染問題已經成為一種公害，需要盡快改善和治理。微穿孔板共振吸聲結構在減輕噪音上起到的作用較為明顯，受到廣大學者的關注。

1　微穿孔吸聲板基本特性

微穿孔板吸聲結構主要是由吸聲系數及其帶寬組成，它們受到微穿孔板厚度，孔徑，穿孔率，板后空腔深度，工作環境溫度等5個原因影響。微穿孔板厚度主要影響吸聲結構共振時的吸收性能，共振頻率吸聲系數是隨著厚度的變化而變化的，頻率會根據變化向轉移。穿孔大小對于吸聲頻帶的寬度有控制作用，頻率的位置及吸聲共振頻率處的吸聲系數。吸聲板的空隙變化也會隨之影響其他數值，空隙變小，頻帶的寬度會增大，頻率則會向高頻變化，吸聲系數也在向多增加。穿孔率的變化也會影響其他的數值，吸聲頻帶的寬度和共振頻率會隨著穿孔率的變化而變化，向高頻移動。但是吸聲系數則相反在減少。空腔深度是起到了控制共振頻率的主導作用，空腔的變化會影響著頻率，它的增加會推動頻率向低頻端移動，它的增加，共振頻率就會向低頻端相應的移動。頻帶寬度的變化幾乎不受影響。溫度會直接影響到微穿孔板的聲學特性，它的共振頻率會隨著穩定的增加而變高，其相關數據顯示，溫度每升高1000開氏度，，則頻率就會相應的升高1000赫茲左。同理頻帶寬度額受到溫度的影響而變化，溫度越高寬度約大。在指給定結構參數的微穿孔的數值，它的吸聲系數在特定的溫度時取一最大值1，但是溫度有所改變時吸聲系數則會相應減少。

2　微穿孔板吸聲結構做反射板的聲學設計

2.1微穿孔板吸聲結構理論計算

馬大猷教授提出的微穿孔板吸聲體基本理論如下：在穿孔板中的縫隙直徑小于1毫米時候，它本身的聲音阻抗就能滿足于空氣特性阻抗相符合，可以形成良好的寬瀕帶共振吸聲體，就不需要另外增加多孔吸聲材料。假設這個聲體板后空腔厚度為D，相對聲阻為r，相對聲質為m，得出正入射時的吸聲系數為：最大值為：

聲音屏障頂部聲繞射的理據最開始是由美國數學家凱勒等研究發明，他們認為聲音屏障頂端是以波的形式存在力量的集中區域，不算直達聲外，繞射聲會傳播到聲屏障的另一測。假設頂端是一種聲源，在頂端裝上吸聲板，并且通過聲擴散的節后，盡可能的減少繞射聲能，確保屏障的聲影慢慢降弱，以上適用于難以提高聲屏障高度的環境。或者假設聲源之柱面波入射于一側剛性圓柱體，其收點為pn，假設這個柱體表面軟，其繞射聲壓ps，其降低噪音效果的公式就是兩者之和減去入射聲pi，則DL=-20lg［（pn+ps）/pi］。由此可以得出，聲屏障低端安裝吸聲板后，可降低噪音7-8分貝。

2.2工程應用測試噪音效果

微穿孔吸聲板是由直板型微穿孔吸聲屏障和扇形高效吸聲體組合而成的，總高度2.8米，試驗段聲屏障總長為300米，其吸聲和隔聲性能都達到要求。現場降低噪音測試根據國際標準測量法。測試現場為高架道路，吸聲板安裝與高架內環防撞墻的上面。建筑物與傳聲器相距十米左右。聲音就是有高架路段的車輛，對同一車流在有吸聲板和沒有吸聲板同時測量。測量點A與屏障頂部一樣高，離屏障2.5米外側。測點B在防撞墻上方，屏障二分之一高度，2.5米外測。參考點與屏障上方2米。最低聲音按照測量結果65分貝更改。間接法測量IL*的平均值A為7.5分貝，B

為9分貝。對于計算公式如下：Lb=Lrb-（Lb-Cr）， La=Lra-（La-Cr1）

IL*=La-Lb。其中Lrb和Lb是沒有吸聲板參考點，Lra和La是有吸聲板的參考點，Cr，Cr1為接受位置聲反射修正。

3　通過道路微穿孔吸聲板的建議

人們對微穿孔板吸聲開展了很多研究和分析，不僅僅是在特性上、穿孔板加工技術上、或者結構上等多方面的研究。但是有關微穿孔板吸聲結構的一些理論及技術還不夠成熟。本文筆者通過大量的收集相關資料，對我國微穿孔技術進行了幾點的意見：

首先，在微穿孔板組合結構中，不管是并聯或者其他，都可以推動性能進步。目前，并聯結構在理論還不明確，需要更深入研究。其次在微穿孔吸聲板的結構上，主要來說組合結構，結構較為繁瑣，參數較多，要深入的分析并有效的使用方便的算法，將會使前期的設計高效完成。

4　結論

在市區建設交通道路會讓交通便利不少，推動經濟的持續發展，與此同時道路帶給社會嚴重的噪音污染，這種污染問題已經成為一種公害。采用有效的解決方法會減輕污染帶來的破壞性。實踐證明了吸聲板不僅僅要考慮其特性，還要考慮周圍環境，如防水防火等。本文介紹了兩種微穿孔吸聲屏障結構，并得到有效的應用，尤其是對于室外的特殊環境下，效果良好。

［1］李艷.道路交通噪聲污染防治措施及評價研究［D］.西南交通大學，2007.

［2］郭禾苗.QFD/TRIZ的集成應用與復合蜂窩夾芯構造木質吸聲板開發研究［D］.東北林業大學，2012.

［3］葉小蘭.吸聲結構的優化與數值模擬［D］.太原理工大學，2006.

［4］劉玉喜.聲屏障的聲學性能分析及其結構設計［D］.哈爾濱工業大學，2007.

Application of micro perforated sound absorption board in road traffic

Chen Xiaoxiao
（School of mechanical engineering， Hubei University of Technology，430062）

Along with the continuous progress of the road，road network in all the big cities of our country basic formation，led to the development of the national economy，improve the people's quality of life，according to the demand of road construction，but also inevitably triggered a serious noise pollution.This problem has become one of the main factors hindering the development of road traffic.Through the analysis of road traffic noise，the analysis of the influence factors of the sound absorption structure of the track sound absorption，as well as examples to prove the practical results，to provide reference for our country to manage the road traffic noise more effectively.

sound absorption barrier；road；traffic noise；flow sound source