本實(shí)用新型涉及噪聲控制用聲屏障板，尤其是一種采用混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)的公路聲屏障板。

背景技術(shù)：

在城市高速發(fā)展的今天，公路、鐵路噪聲已經(jīng)嚴(yán)重影響了周邊居民的正常生活，為了降低噪聲污染，往往會在公路邊、鐵路旁建設(shè)聲屏障來解決噪聲污染問題。目前，聲屏障板一般采用金屬材料或非金屬材料制造而成，但是其最大的問題是不能有效地吸收中、低頻的交通噪聲。

經(jīng)實(shí)際測量，公路段的噪聲峰值在60Hz左右，在250Hz至2KHz區(qū)間內(nèi)呈穩(wěn)定狀態(tài)，大于2KHz后,交通噪聲快速衰減，這充分說明了公路段的交通噪聲主要為中、低頻噪聲,而低頻噪聲的聲壓級最高，所以用于公路段的聲屏障應(yīng)該具備吸收中、低頻噪聲的能力，然而，目前的公路聲屏障往往只采用玻璃棉作為吸聲材料，該種聲屏障的中、低頻吸聲性能較差。

再者，由于公路聲屏障受投資成本限制，所以公路聲屏障不可能采用價格昂貴的多層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。

研究表明，聚合微粒吸聲與微穿孔板吸聲無論是吸聲機(jī)理還是吸聲曲線都有非常高的相似性，微穿孔板吸聲理論認(rèn)為，當(dāng)微孔直徑為0.1mm時，可以獲得很寬的吸聲頻帶，超微孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)具有寬頻帶、高頻吸收的特性,使用超微孔板吸聲結(jié)構(gòu)是提高吸聲效果的一個重要途徑，微孔徑穿孔板的獲取技術(shù),是把微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)由理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù),但是，目前所使用的各種制造超微孔板的技術(shù)還很不成熟，因?yàn)橐诿科椒矫椎陌迳霞庸こ鰩装偃f個孔徑在0.1mm左右的超微孔，其加工難度非常大，加工成本高，而且其工藝性也不高，所以需要進(jìn)一步地發(fā)展。

為了解決這個問題，許多研究人員通過采用串聯(lián)微穿孔板結(jié)構(gòu)或并聯(lián)微穿孔板結(jié)構(gòu)的方法來拓寬吸聲體的吸聲頻帶，而實(shí)際研究也表明采用雙層或多層微穿孔板結(jié)構(gòu)（串聯(lián)結(jié)構(gòu)）可以明顯地拓寬吸聲體的吸聲頻帶；共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率與空腔的厚度有關(guān),如果一個吸聲結(jié)構(gòu)的空腔的厚度不同,那么它的共振頻率就不是一個單一的值,這樣可以使整個吸聲結(jié)構(gòu)的共振吸聲頻帶加寬,從而達(dá)到寬頻吸聲的目的，把幾個不同厚度空腔的吸聲單元并聯(lián)而成的吸聲體稱為并聯(lián)微穿孔吸聲體；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,多個微穿孔板并聯(lián)后,其組合吸聲系數(shù)會出現(xiàn)多個吸收峰值,吸收性能得到很大的提升,吸收峰值明顯提高,且吸收頻寬大幅增大。

但是無論是并聯(lián)結(jié)構(gòu)還是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，都需要使用雙層或多層微穿孔吸聲板，這樣會使吸聲結(jié)構(gòu)的成本很高，同時，為了實(shí)現(xiàn)這種串聯(lián)結(jié)構(gòu)或并聯(lián)結(jié)構(gòu)，必須采用與其對應(yīng)的較為復(fù)雜的連接結(jié)構(gòu)，這也會使工藝變得更加復(fù)雜，最終使吸聲體的成本進(jìn)一步被增高，這也就是為何微穿孔板的并聯(lián)結(jié)構(gòu)或串聯(lián)結(jié)構(gòu)沒有被工程廣泛使用的直接原因。

需要指出的是，在以往對微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)的研究中，還沒有出現(xiàn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)與并聯(lián)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的“混聯(lián)結(jié)構(gòu)”，這是原因，要實(shí)現(xiàn)混聯(lián)結(jié)構(gòu)勢，必使吸聲體的結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，從而使吸聲體的成本居高不下。

另外，申請人于2015年12月5日向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交了一件申請?zhí)枮?015109291613，名稱為“聚合微粒吸聲體”的發(fā)明專利，該聚合微粒吸聲體的形狀為板塊狀，其一側(cè)表面為具有規(guī)則起伏的柱面，另一側(cè)表面為平面或具有同樣的規(guī)則起伏的柱面，且在聚合微粒吸聲體中，設(shè)有與每個起伏對應(yīng)的中空結(jié)構(gòu)，基于對該種結(jié)構(gòu)的獨(dú)特理解和實(shí)際運(yùn)用，申請人研究出了本發(fā)明的混聯(lián)結(jié)構(gòu)公路聲屏障板。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種混聯(lián)結(jié)構(gòu)公路聲屏障板，該種聲屏障板具有非常良好的吸聲性能，吸聲頻帶寬，特別是具有較好的中、低頻吸聲性能，特別適用于公路噪聲的吸收。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種混聯(lián)結(jié)構(gòu)公路聲屏障板,包括底板，所述底板上設(shè)有混聯(lián)結(jié)構(gòu)吸聲體，所述的混聯(lián)結(jié)構(gòu)吸聲體采用微粒吸聲體，所述的微粒吸聲體包括微粒和粘結(jié)劑，粘結(jié)劑覆蓋在微粒外表面形成粘結(jié)劑層，覆蓋粘結(jié)劑后的微粒間的空隙形成吸聲孔隙。

進(jìn)一步地，所述底板為矩形板，所述的混聯(lián)結(jié)構(gòu)吸聲體包括異型吸聲體和矩形板吸聲體，所述異型吸聲體的橫截面大致呈“M”形，所述的M形吸聲體通過粘結(jié)劑與底板相連，M形吸聲體與底板之間形成兩個厚度不一的第一空腔，所述的矩形板吸聲體與M形吸聲體的背面緊貼，矩形板吸聲體與M形吸聲體之間形成三個厚度不一的第二空腔，矩形吸聲體還通過一固定件將其固定在M形吸聲體上。

進(jìn)一步地，所述M形吸聲體的高度為50-100mm，厚度為6-12mm，所述矩形板吸聲體的厚度為6-12mm。

進(jìn)一步地，所述的固定件包括分別位于所述底板兩長邊側(cè)的左、右矩形蓋板和分別位于底板兩短邊側(cè)的前、后矩形蓋板，所述的前、后、左、右蓋板靠近矩形板吸聲體一側(cè)的長邊端部均彎制有一個臺階，且所有臺階的內(nèi)側(cè)面均與矩形板吸聲體的外表面緊貼，而前、后、左、右蓋板靠近底板的一側(cè)均與底板焊接固定。

進(jìn)一步地，所述的矩形底板由鋼鐵材料制成，且在其兩長邊端部彎制有臺階，所述M形吸聲體通過粘結(jié)劑與底板的臺階相連從而在二者之間形成一個第三空腔。

進(jìn)一步地，沿著所述矩形底板的長度方向和寬度方向于矩形底板內(nèi)側(cè)分別設(shè)有至少一根均布的橫筋和豎筋，所述橫筋和豎筋的高度均與底板臺階的高度相同且在30-60mm之間。

進(jìn)一步地，所述微粒采用鎳渣、鋼渣或其它爐渣，其目數(shù)為30-60目。

進(jìn)一步地，所述粘結(jié)劑采用改性環(huán)氧樹脂或改性硅樹脂，其占所述微粒的質(zhì)量比為3-10%。

進(jìn)一步地，所述異型吸聲體還可以為弓形吸聲體或臺階形吸聲體。

進(jìn)一步地，所述左、右蓋板上設(shè)置有沿聲屏障板延伸方向的凹凸接合端面，所述凹凸接合端面的凸面為凸起的沖壓面，所述凹凸接合端面的凹面為沖壓槽面。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的混聯(lián)結(jié)構(gòu)公路聲屏障板不僅結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、成本低，而且還具有非常良好的吸聲性能，吸聲頻帶寬，特別是具有較好的中、低頻吸聲性能，特別適用于公路噪聲的吸收。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2的爆炸圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是M形吸聲體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是弓形吸聲體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是臺階形吸聲體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是左蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是右蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是前蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是后蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是矩形板吸聲體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14是本實(shí)用新型實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15是本實(shí)用新型各實(shí)施例的綜合實(shí)測吸聲性能圖。

圖中標(biāo)記為：1-底板，2-M形吸聲體，3-矩形板吸聲體，4-第一空腔，5-第二空腔，6-左蓋板，7-右蓋板，8-前蓋板，9-后蓋板，10-第三空腔，11-橫筋，12-豎筋，13-弓形吸聲體，14-臺階形吸聲體，15-凸面，16-凹面，17-小吸聲板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

如圖1至圖14所示，本實(shí)用新型的混聯(lián)結(jié)構(gòu)公路聲屏障板,包括一塊由鋼鐵材料制成的矩形底板1，在所述矩形底板1的兩長邊端部彎制有臺階，沿著矩形底板1的長度方向和寬度方向于矩形底板1內(nèi)側(cè)分別設(shè)有一根橫筋11和三根均布的豎筋12，所述橫筋11和豎筋12的高度均與所述臺階的高度相同且在30-60mm之間，這樣不僅可以增加底板1的剛度，還能為后述的異型吸聲體與底板1相連并與底板之間形成第三空腔10（共振吸聲腔）作好鋪墊；然后在底板1具有臺階和橫、豎筋的一側(cè)布置至少一塊橫截面大致呈“M”形的異型吸聲體（即M形吸聲體2），顯然，所述M形吸聲體2的長度、寬度及塊數(shù)均是由底板1的大小所決定的，M形吸聲體2的左、右兩端部及中部均通過粘結(jié)劑與底板1的兩臺階及橫筋11相連，從而使底板1與M形吸聲體2之間構(gòu)成兩個厚度不一的第一空腔4（共振吸聲腔），第一空腔4的厚度與M形吸聲體2的高度一致，根據(jù)亥姆霍茲共振吸聲理論，M形吸聲體2的高度可選取50-100mm，即第一空腔4的厚度在0-50mm或0-100mm范圍內(nèi)變化，同時，由后述可知，本發(fā)明的M形吸聲體2采用的是微粒吸聲體，當(dāng)其厚度為6-12mm之間時，其與第一空腔4匹配后，能獲得較好的吸聲性能，特別是中、低頻吸聲性能；之后再在M形吸聲體2的背面布置一塊大小與所述底板1相匹配的矩形板吸聲體3，所述矩形吸聲體3與M形吸聲體2緊貼， M形吸聲體2與矩形板吸聲體3之間形成三個厚度不一的第二空腔5（共振吸聲腔），從而使矩形底板1、M形吸聲體2以及矩形板吸聲體3之間構(gòu)成混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)；同樣，根據(jù)亥姆霍茲共振吸聲理論及考慮到矩形板吸聲體3與第二空腔5的匹配關(guān)系，矩形板吸聲體3的厚度選取為6-12mm，這樣可以獲得較好的吸聲性能，尤其是中、低頻吸聲性能；本發(fā)明所述的混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)是指：矩形板吸聲體3置于M形吸聲體2背面，而與每個第二空腔5相對應(yīng)的M形吸聲體2的斜面板部分可以看做是由與矩形板吸聲體3相平行的若干塊小吸聲板17構(gòu)成的，從而使矩形板吸聲體3與若干塊小吸聲板17在垂直方向上構(gòu)成了若干個雙層串聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)，同時，由于若干塊小吸聲板17還分別與矩形板吸聲體3之間對應(yīng)了不同厚度（圖1中的D1-D7，僅示意作用）的第二空腔5，所以矩形板吸聲體3還與若干塊小吸聲板17在水平方向上構(gòu)成了若干個相互并聯(lián)的吸聲結(jié)構(gòu)，同理，M形吸聲體2與底板1之間也形成了該種混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)，由此構(gòu)成本發(fā)明所稱的混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)；顯然，本實(shí)用新型的異型吸聲體的形狀還可以為弓形或臺階形等，只要能使其與底板1和矩形板吸聲體3之間形成厚度不一的空腔即可，同理，矩形板吸聲體3的形狀也可以為其它形狀，只要滿足其與異型吸聲體之間形成的空腔厚度不一即可，也即只要二者能與底板1之間構(gòu)成混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)即可。

之后再采用固定件將矩形板吸聲體3固定牢靠即可，本實(shí)用新型所使用的固定件包括分別位于矩形底板1兩長邊側(cè)的左、右矩形蓋板6,7和分別位于矩形底板1兩短邊側(cè)的前、后矩形蓋板8,9，所述的前、后、左、右蓋板靠近矩形板吸聲體3一側(cè)的長邊端部均彎制有一個臺階，且所有臺階的內(nèi)側(cè)面均與矩形板吸聲體3的外表面緊貼，而前、后、左、右蓋板靠近底板1的一側(cè)均與底板1焊接固定，從而實(shí)現(xiàn)對矩形板吸聲體3的固定。另外，本實(shí)用新型的M形吸聲體2和矩形板吸聲體3的相對位置可變，即矩形板吸聲體3可以與底板1相連，M形吸聲體2布置于矩形板吸聲體3的背面，同樣也能構(gòu)成混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)。

為了方便地將聲屏障板與聲屏障板連接起來以構(gòu)成公路聲屏障，在所述左、右蓋板6,7上設(shè)置有沿公路聲屏障板延伸方向的凹凸接合端面，所述凹凸接合端面的凸面15為凸起的沖壓面，所述凹凸接合端面的凹面16為沖壓槽面。

本實(shí)用新型的異型吸聲體和矩形板吸聲體3均采用的是微粒吸聲體，該種微粒吸聲體的制作方法與申請人前期已經(jīng)向中國國家知識產(chǎn)權(quán)局提交了申請?zhí)枮?014103477351的發(fā)明專利所使用的方法相同，即本發(fā)明的異型吸聲體和矩形板吸聲體3均包括微粒和粘結(jié)劑，粘結(jié)劑覆蓋在微粒外表面形成粘結(jié)劑層，覆蓋粘結(jié)劑后的微粒間的空隙形成吸聲孔隙，所述微粒采用鎳渣、鋼渣或其它爐渣，其目數(shù)為30-60目，所述粘結(jié)劑采用改性環(huán)氧樹脂或改性硅樹脂，其占微粒的質(zhì)量比為3-10%。

首先，本實(shí)用新型的混聯(lián)結(jié)構(gòu)吸聲體采用的是微粒吸聲體，除了通過使用價格低廉的材料制成微粒吸聲體以大大降低聲屏障板的制造成本外，其本身也具備了非常良好的吸聲性能，再加上本實(shí)用新型的M形吸聲體2與矩形板吸聲體3構(gòu)成了混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)，既在垂直方向上構(gòu)成了串聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)，即矩形板吸聲體3與M形吸聲體2以及M形吸聲體2與底板1之間在垂直方向上構(gòu)成了若干個雙層串聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)，從而使混聯(lián)結(jié)構(gòu)吸聲體的吸聲性能和吸聲頻帶得到了增強(qiáng)，又在水平方向上構(gòu)成了并聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)，即矩形板吸聲體3與M形吸聲體2以及M形吸聲體與底板1之間在水平方向上構(gòu)成了若干個并聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)，所以進(jìn)一步增加了混聯(lián)吸聲體的吸聲頻帶，而且經(jīng)過發(fā)明人長期多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該種混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)具有很寬的吸聲頻帶，尤其是具有很好的中低頻吸聲性能，能很好地吸收公路交通噪聲；其次，將底板1的兩長邊端部彎制成臺階，也是為了增加M形吸聲體2與底板1之間的共振吸聲腔厚度，從而增加整個公路聲屏障板的吸聲性能和吸聲頻帶；再者，本實(shí)用新型的雙層混聯(lián)吸聲結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)十分簡單，M形吸聲體2+矩形板吸聲體3的混聯(lián)結(jié)構(gòu)使得M形吸聲體2成為矩形板吸聲體3的安裝支點(diǎn)，避免了因單純實(shí)現(xiàn)兩層吸聲體之間的連接而需設(shè)計較為復(fù)雜的連接結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低了聲屏障板的制造成本；最后，本實(shí)用新型使用的微粒為鎳渣、鋼渣或其它爐渣，實(shí)現(xiàn)了廢舊資源的再利用，變廢為寶。

實(shí)施例1：

如圖2所示，選用30-40目的鎳渣與改性環(huán)氧樹脂制作成8mm厚的M形吸聲體2和8mm厚的矩形板吸聲體3，且M形吸聲體2的高度為60mm，然后將矩形底板1的兩長邊端部彎制成臺階，并在底板1內(nèi)側(cè)布置一根橫筋11和三根豎筋12，所述臺階、橫筋11及豎筋12的高度均為40mm，之后將M形吸聲體2通過粘結(jié)劑與底板1相連，最后通過前、后、左、右蓋板將矩形板吸聲體3固定在M形吸聲體2背面，從而構(gòu)成一個完整的公路聲屏障板。

實(shí)施例2：

如圖4所示，選用40-50目的鎳渣與改性環(huán)氧樹脂制作成10mm厚的弓形吸聲體13和10mm厚的矩形板吸聲體3，且弓形吸聲體13的高度為70mm，然后將矩形底板1的兩長邊端部彎制成臺階，并在底板1內(nèi)側(cè)布置一根橫筋11和三根豎筋12，所述臺階、橫筋11及豎筋12的高度均為50mm，之后將弓形吸聲體13通過粘結(jié)劑與底板1相連，最后通過前、后、左、右蓋板將矩形板吸聲體3固定在弓形吸聲體13背面，從而構(gòu)成一個完整的公路聲屏障板。

實(shí)施例3：

如圖5所示，選用50-60目的鎳渣與改性環(huán)氧樹脂制作成12mm厚的臺階形吸聲體14和12mm厚的矩形板吸聲體3，且臺階形吸聲體14的高度為80mm，然后將矩形底板1的兩長邊端部彎制成臺階，并在底板1內(nèi)側(cè)布置一根橫筋11和三根豎筋12，所述臺階、橫筋11及豎筋12的高度均為60mm，之后將臺階形吸聲體14通過粘結(jié)劑與底板1相連，最后通過前、后、左、右蓋板將矩形板吸聲體3固定在臺階形吸聲體14背面，從而構(gòu)成一個完整的公路聲屏障板。

實(shí)施例4：

如圖14所示，選用30-40目的鎳渣與改性環(huán)氧樹脂制作成10mm厚的M形吸聲體2和10mm厚的矩形板吸聲體3，且M形吸聲體2的高度為60mm，然后將矩形底板1的兩長邊端部彎制成臺階，并在底板1內(nèi)側(cè)布置一根橫筋11和三根豎筋12，所述臺階、橫筋11及豎筋12的高度均為50mm，之后將矩形吸聲體3通過粘結(jié)劑與底板1相連，最后通過蓋板將M形板吸聲體2固定在矩形吸聲體3背面，從而構(gòu)成一個完整的公路聲屏障板。

上述4個實(shí)施例的綜合實(shí)測吸聲性能見圖15，由圖15可知本發(fā)明的混聯(lián)結(jié)構(gòu)公路聲屏障板具有非常良好的吸聲性能，吸聲頻帶也很寬，尤其是中、低頻吸聲性能較佳，所以特別適合用于公路噪聲的吸收。