聲屏障技術(shù)與材料選用手冊

前言

　　屏障，顧名思義就是隔斷視覺或阻擋通行的障礙物，聲屏障自然是阻擋聲音的障礙物。古代人知道修筑圍墻除了安全防范的功能外，還能夠阻擋外人對院內(nèi)的窺視和降低外面的聲音干擾。圍墻就是最常見的一種聲屏障。隨著現(xiàn)代道路交通的發(fā)展，交通噪聲已讓道路兩旁的居民不堪忍受，群眾強(qiáng)烈要求降低交通噪聲的污染，而聲屏障正是降低交通噪聲傳播行之有效的技術(shù)措施。因此從60年代開始，聲屏障引起了許多國家的重視，紛紛采用聲屏障來減少交通噪聲對居民的干擾。我國在《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》的第三十六條中也明確規(guī)定：“建設(shè)經(jīng)過已有的噪聲敏感建筑物集中區(qū)域的高速公路和城市高架、輕軌道路，有可能造成環(huán)境噪聲污染的，應(yīng)當(dāng)設(shè)置聲屏障…的措施?！痹谶@種形勢下，聲屏障市場得到迅速發(fā)展。鑒于聲屏障建設(shè)的需要，從60年代中期開始，聲屏障設(shè)計(jì)的理論研究得到了充分發(fā)展，計(jì)算和設(shè)計(jì)方法日臻成熟。聲屏障的理論與光波類似，是建立在惠更斯原理和菲涅耳衍射理論基礎(chǔ)上的。聲屏障聲衰減的大小取決于聲波頻率（或波長）、聲源通過屏障邊界繞射到受聲點(diǎn)的路程和聲源與受聲點(diǎn)之間的直線距離。為了幫助聲屏障設(shè)計(jì)人員能夠熟悉聲屏障的聲學(xué)設(shè)計(jì)，一些國家制訂了有關(guān)聲屏障的設(shè)計(jì)手冊，典型的有美國運(yùn)輸部聯(lián)邦公路管理局頒布的《聲屏障設(shè)計(jì)手冊》FHWA-RD-76-58，1976，我國環(huán)保部也發(fā)布了《聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)和測量規(guī)范》GH/T90-2004，以指導(dǎo)國內(nèi)聲屏障工程的設(shè)計(jì)。目前國外已開發(fā)了不少聲屏障的計(jì)算機(jī)仿真軟件，更為聲屏障的設(shè)計(jì)提供了方便的工具。我國引進(jìn)的有關(guān)聲屏障計(jì)算軟件有Cadna/A、SounPLAN、RAYNOISE等，都能進(jìn)行聲屏障聲衰減的仿真計(jì)算，軟件的應(yīng)用提高了工程設(shè)計(jì)人員的工作效率?！　‘?dāng)前我國高速公路、高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)，聲屏障作為減少噪聲污染的重要措施正在大量采用。但是缺少這方面的專業(yè)書籍?！堵暺琳霞夹g(shù)與材料選用手冊》手冊的出版對有關(guān)專業(yè)人員猶如及時雨。本書作者均為從事公路、鐵路聲屏障設(shè)計(jì)建設(shè)的專業(yè)人員，他們運(yùn)用自己的專業(yè)知識和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，編寫了這本手冊，著重對道路和鐵路聲屏障的聲學(xué)、結(jié)構(gòu)、安全、景觀設(shè)計(jì)、材料選用、施工工藝、工程驗(yàn)收做了詳細(xì)介紹，并通過案例對聲屏障設(shè)計(jì)、施工過程進(jìn)行剖析，使人便于學(xué)習(xí)掌握，具有很強(qiáng)的針對性和實(shí)用性?！　≌鐣星把运?，本書可作為從事環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、市政工程設(shè)計(jì)、道路交通設(shè)計(jì)、鐵路、軌道交通設(shè)計(jì)以及從事聲屏障設(shè)計(jì)、施工的企業(yè)的有關(guān)工程技術(shù)人員的參考工具書。當(dāng)然，聲屏障技術(shù)設(shè)計(jì)的專業(yè)面很廣，不可能面面俱到，書中所寫主要是幾位作者工作涉及的范圍。我認(rèn)為本書為感興趣的讀者提供了一個交流和討論的平臺，希望大家多與本書作者進(jìn)行溝通，更有助于推動我國聲屏障技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展?！　≈袊晫W(xué)學(xué)會常務(wù)理事——程明昆。

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)地介紹了聲屏障的概念和降噪原理，并對其發(fā)展過程、現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)行了梳理，特別對聲屏障頂部結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、新材料應(yīng)用等進(jìn)行了總結(jié)。對道路聲屏障和鐵路聲屏障在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、安全及景觀設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了介紹，并對聲屏障施工工藝、聲屏障工程驗(yàn)收進(jìn)行了詳細(xì)介紹，通過案例對聲屏障設(shè)計(jì)、建造施工過程進(jìn)行剖析，清晰直觀；最后章節(jié)介紹了聲屏障及材料選用的一般原則，同時展示了目前市場主流聲屏障及材料，有助于讀者對聲屏障材料的了解并進(jìn)行有針對性的選用。
　　本書可作為從事環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、市政工程設(shè)計(jì)、交通設(shè)計(jì)、鐵路設(shè)計(jì)、軌道設(shè)計(jì)、聲屏障研究、聲屏障設(shè)計(jì)等工作的工程技術(shù)人員的工具用書，也可以作為學(xué)習(xí)交通噪聲控制相關(guān)專業(yè)和系統(tǒng)學(xué)習(xí)聲屏障應(yīng)用的參考讀物。

作者簡介

　　聲屏障信息門戶網(wǎng)專家組是聲屏障信息門戶網(wǎng)，總編龔世華發(fā)起，由國內(nèi)公路、鐵路、材料研究、科研院校等單位的專業(yè)從事聲屏障理論研究、聲屏障設(shè)計(jì)、聲屏障材料研發(fā)、聲屏障規(guī)范制定等領(lǐng)域的專家組成，旨在通過傳播聲屏障新理論、新技術(shù)、新材料，推動聲屏障市場快速健康的發(fā)展，營造和諧的交通聲環(huán)境，促進(jìn)交通可持續(xù)發(fā)展。

書籍目錄

序
前言
第1章 聲屏障的概念和原理
1.1 聲屏障降噪原理
1.1.1 繞射
1.1.2 透射
1.1.3 反射
1.2 相關(guān)名詞解釋
1.2.1 聲壓級
1.2.2 插入損失
1.2.3 傳聲損失
1.2.4 計(jì)權(quán)隔聲量(Rw)
1.2.5 吸聲系數(shù)α
1.2.6 等效頻率fe
1.3 聲屏障主要組成部件
第2章 聲屏障國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 聲屏障降噪理論及計(jì)算方法
2.1.1 波動與幾何聲學(xué)理論
2.1.2 試驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)法
2.1.3 邊界元法
2.2 研究方法的進(jìn)展
2.2.1 比例模型研究方法
2.2.2 實(shí)測研究方法
2.2.3 計(jì)算機(jī)模擬研究方法
2.3 道路交通噪聲的構(gòu)成及特點(diǎn)
2.3.1 公路交通噪聲的構(gòu)成及特點(diǎn)
2.3.2 鐵路噪聲的構(gòu)成及特點(diǎn)
2.4 隔聲屏障結(jié)構(gòu)形式的研究進(jìn)展
2.4.1 聲屏障的分類
2.4.2 直立型、折臂式聲屏障
2.4.3 具有頂部結(jié)構(gòu)的聲屏障
2.4.4 封閉式聲屏障
2.4.5 其他類型聲屏障
2.5 聲屏障材料的發(fā)展現(xiàn)狀
第3章 聲屏障應(yīng)用特點(diǎn)與發(fā)展趨勢
第4章 聲屏障設(shè)計(jì)
4.1 聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)的主要步驟
4.1.1 環(huán)境噪聲影響評估
4.1.2 聲屏障設(shè)計(jì)目標(biāo)值的確定
4.1.3 聲屏障的位置
4.1.4 聲屏障幾何尺寸的確定
4.1.5 道路聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.1.6 聲屏障形狀的選擇
4.1.7 聲學(xué)設(shè)計(jì)的調(diào)整
4.2 聲屏障的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2.1 聲屏障基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
4.2.2 聲屏障結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的技術(shù)要求
4.2.3 聲屏障單體構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算
4.2.4 聲屏障立柱和基礎(chǔ)連接驗(yàn)算
4.2.5 鐵路聲屏障對基礎(chǔ)的要求
4.2.6 鐵路聲屏障結(jié)構(gòu)計(jì)算及驗(yàn)算的要求
4.2.7 鐵路聲屏障脈動力對結(jié)構(gòu)的影響
4.2.8 聲屏障縫隙漏聲對降噪性能的影響
4.3 聲屏障的安全設(shè)計(jì)
4.3.1 道路聲屏障安全設(shè)計(jì)考慮的問題
4.3.2 鐵路聲屏障安全設(shè)計(jì)考慮的問題
4.4 聲屏障的材料設(shè)計(jì)
4.4.1 聲屏障材料選用原則
4.4.2 聲屏障吸聲材料的應(yīng)用
4.4.3 聲屏障透明材料的應(yīng)用
4.5 聲屏障的景觀設(shè)計(jì)
4.5.1 聲屏障景觀及設(shè)計(jì)原則
4.5.2 聲屏障景觀設(shè)計(jì)方法
第5章 聲屏障施工
5.1 基礎(chǔ)施工
5.1.1 路基段聲屏障基礎(chǔ)施工
5.1.2 橋梁（通道）聲屏障基礎(chǔ)施工
5.2 聲屏障屏體加工或制造
5.2.1 典型金屬板屏體制造工藝
5.2.2 典型非金屬板屏體加工及制造工藝
5.2.3 聲屏障屏體產(chǎn)品的評定
5.3 支撐結(jié)構(gòu)制造
5.3.1 鋼結(jié)構(gòu)支撐
5.3.2 非金屬結(jié)構(gòu)支撐
5.4 屏體安裝
5.4.1 路基段聲屏障屏體安裝
5.4.2 橋梁（通道）段聲屏障屏體安裝
5.4.3 其他異型段聲屏障屏體安裝
第6章 聲屏障項(xiàng)目設(shè)計(jì)與工程施工案例
6.1 某高速公路聲屏障工程設(shè)計(jì)案例與分析
6.1.1 案例：某高速公路大王莊段聲屏障工程設(shè)計(jì)
6.1.2 方案（初步）設(shè)計(jì)階段
6.1.3 施工圖設(shè)計(jì)階段
6.1.4 設(shè)計(jì)服務(wù)階段
6.2 某聲屏障工程施工案例及分析
6.2.1 【案例】大王莊段聲屏障工程施工項(xiàng)目
6.2.2 施工準(zhǔn)備階段
6.2.3 施工實(shí)施階段
6.2.4 竣工文件編制階段
第7章 聲屏障工程驗(yàn)收
7.1 驗(yàn)收的要求
7.1.1 工程驗(yàn)收基本要求
7.1.2 聲學(xué)測試
7.2 驗(yàn)收的相關(guān)規(guī)范
7.2.1 公路系統(tǒng)參照驗(yàn)收規(guī)范
7.2.2 鐵路系統(tǒng)參照驗(yàn)收規(guī)范
7.3 驗(yàn)收的基本內(nèi)容
7.3.1 資料文件的驗(yàn)收
7.3.2 聲屏障降噪效果測試
7.3.3 聲屏障工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定文件1267.4 驗(yàn)收的技術(shù)指標(biāo)
7.4.1 公路系統(tǒng)
7.4.2 鐵路系統(tǒng)
第8章 聲屏障維護(hù)保養(yǎng)
8.1 典型金屬材料屏體維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)
8.1.1 缺陷期內(nèi)的維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)
8.1.2 日常的維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)
8.1.3 維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)
8.2 典型非金屬材料屏體維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)
8.2.1 缺陷期內(nèi)的維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)
8.2.2 日常的維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)
8.2.3 維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)
第9章 聲屏障及材料選用技術(shù)
9.1 金屬聲屏障及材料選用一般原則
9.1.1 公路系統(tǒng)
9.1.2 鐵路系統(tǒng)
9.2 非金屬聲屏障及材料選用的一般原則
9.2.1 公路系統(tǒng)
9.2.2 鐵路系統(tǒng)
9.3 聲屏障及材料選用
9.3.1 金屬聲屏障及材料
9.3.2 非金屬聲屏障及材料
附錄
附錄A《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》選編
附錄B《鐵路聲屏障聲學(xué)構(gòu)件技術(shù)要求及測試方法》（TB/T3122-2010）選編
附錄C《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）》（TB10621-2009、J971-2009）選編
附錄D《公路聲屏障材料技術(shù)要求和檢測方法》（JT/T646-2005）選編
附錄E《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2004）選編
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　實(shí)測方法也是研究聲屏障降噪效果的常用方法，即在實(shí)地建立聲屏障對其降噪效果進(jìn)行測量，分析不同形狀和聲學(xué)特性對降噪效果的影響。但由于周圍建筑物及背景噪聲會影響聲屏障的實(shí)測效果，使得聲屏障實(shí)測很難反映真實(shí)效果。孫華云等人采用了國外先進(jìn)的多通道噪聲測試方法研究了聲屏障在10m范圍內(nèi)不同高度聲屏障的降噪效果。多通道噪聲測試與分析系統(tǒng)可以保證在同一時間、同一條件下，對多個測試位置進(jìn)行同時測試，克服了單通道測試對多個測點(diǎn)位置無法在同一條件下進(jìn)行同步噪聲測試比較的缺點(diǎn)，能夠更加真實(shí)地反映出各個測點(diǎn)的噪聲狀況、相互關(guān)系和分布規(guī)律。通過對聲屏障降噪效果的測試分析，研究了倒L型聲屏障的插入損失與噪聲頻譜的關(guān)系。認(rèn)為聲屏障對中高頻聲有較好的降噪效果，對低頻聲降噪效果不明顯。同時認(rèn)為在距聲屏障10m范圍內(nèi)，各測點(diǎn)的高度與聲屏障的距離對聲屏障的降噪效果影響不大?！　?.2.3計(jì)算機(jī)模擬研究方法　　計(jì)算機(jī)模擬研究方法目前在聲屏障研究中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，由于數(shù)字模擬分析不受實(shí)地條件影響，并且能快速得出計(jì)算結(jié)果，從而能設(shè)計(jì)出更多的聲屏障結(jié)構(gòu)形式，快速地為高效聲屏障的設(shè)計(jì)提供方向和參考依據(jù)。　　……

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