新型设计的声屏障顶部结构，由于考虑到解决噪声传播中的重要并且难以处理的绕射 声，采用了分叉型的结构，使道路声源发出的噪声在分叉的多个分枝处多次衍射，使声能 得到扩散；同时，在分叉上设置空腔吸声结构，道路所产生噪声为中低频噪声，而空腔结 构对这种噪声有较好的吸音效果，因此取得较好的降噪效果。由于顶部扩散装置的采用，

  可以大幅度的降低隔声屏障的高度，节约了建设成本，提高了降噪效果。此外由于采用泡沫铝 等吸收声音的材料，具备比较好的耐候性。隔声屏障顶部装置结构相对比较简单轻便，安装方便。 计算机仿真模拟研究结果为，T 形圆弧型声屏障顶部结构具有在较低区域的良好降 噪性能， 特别是在高度低于 3m 的位置具有较好的降噪性能。 Y 形分叉形顶部结构在屏障 而 后较高位置具有较好的降噪性能。这两种结构都申请了专利。 3.示范工程声屏障设计特点 以京秦高速大旺庄段的声屏障工程为例进行了新型隔声屏障的设计。设计根据噪声敏 感点的特点，采用专利设计的声屏障 T 形圆弧顶部结构，和多重楔形结构组合以取得较好 的降噪效果。 在声屏障结构基本确定以后， 利用声学仿真软件 RAYNOISE 对声屏障进行了降 噪效果的仿真模拟，并对建造后的声屏障实测降噪效果进行了对比。 所设计的声屏障共分为四部分，最上部是圆弧形顶部结构，屏障挡板采用插入 H 型钢 立柱的方式，共分为上中下三个部分。上部采用多重楔形结构，中部采用透明聚碳酸酯透 明板形成透明视窗，底部采用泡沫铝和钢板形成的框架空腔结构。 声屏障立剖面图如图 3。

  2.2 Y 形顶部结构 另一种顶部降噪装置是 Y 型分叉型顶部降噪装置，由计算机仿真模拟结果可知，Y 形 分叉型顶部结构也具有较好的降噪性能，因此设计出具体的结构。 Y 形分叉型顶部结构如 图 2 所示。顶部装置为呈 Y 型分布的两个薄板，板面上表面靠上的位置各安装两个带空腔 的吸声体，形成分叉的顶部结构。空腔表面覆盖吸收声音的材料，如泡沫铝。这种结构由于使经 过声屏障顶部的绕射声经过多次衍射扩散，消耗掉顶部的绕射声能。同时由于在顶部的吸 声体采用空腔结构，能吸收中低频声能，使顶部绕射声能进一步减小。该装置底部两端 设有与直立隔声屏障连接的螺栓孔，可以在常见的直立声屏障立柱顶端增加连接板，与上 面的吸声顶部装置连接，以便将其固定。

  本次设计的声屏障最大限度地考虑景观设计，与周围树木建筑的协调。顶部吸声结构设计时 将顶部折线形噪声调整为较为柔和的弧形顶。多重楔形形成类似百叶窗的效果，与道路方 向平行的长条状，中间设计成宽大的透明窗，扩大了司乘人员的视野，同时减轻了声屏障 对建筑敏感点的遮蔽。下部吸声构件采取泡沫铝板，由于泡沫铝板表面特殊的颗粒感，使 接缝在稍远距离显示不明显，形成整个面的金属面。有较好的视觉效果。 在声屏障配色方面，考虑到声屏障的外观效果，透明视窗以上的部位采用银币灰色， 形成较为明快的色彩。透明视窗下面的下部吸声体颜色为泡沫铝的金属灰色，叫上面部分 颜色稍深，这样在不改变总体色系的情况下，形成上面颜色稍浅，下面颜色稍深的色彩搭 配。避免形成头重脚轻的感觉。声屏障整体造型采用具有现代感的明快颜色，在与周围树 木、建筑等协调的同时，又形成一道风景，给人愉悦感，具有较为美观的效果。 根据上面的设计，作为“十一五”科技支撑计划的示范工程，建造了京秦高速大旺庄 声屏障工程，工程全长 380m，高度 3m。工程照片如 5。

  1．引言 随着车流量的快速增加，交通噪声影响越来越严重，隔声屏障作为控制道路噪声污染 的主要方式正在得到加快速度进行发展。对于城市道路，声屏障的高度受到限制，高度低于 3m 的 声屏障的研究有着重要的现实意义。国外目前通常通过改善声屏障几何形状及吸声性能， 特别是在竖直障板顶端加上一些简单几何结构来增加障板的隔声性能[1]。顶部结构在不增 加声屏障高度的情况下明显提高声屏障的降噪性能，因此在国外得到大量应用，在国内逐 渐得到重视。 国外大量应用计算机技术对声屏障影响区域的降噪效果进行数值模拟，大幅度的提升了效 率和准确性[2-4]。近年来国内研究人员也开始重视应用计算机模拟技术对声屏障降噪效果进 行预测，从而为设计高效声屏障提供相关依据[5]。 对 T 形圆弧形顶、Y 形分叉形顶等不同顶部结构可以进行了设计，并对 T 形圆弧形顶部结 构和多重楔形的结构组合的声屏障进行了工程实践， 这种声屏障具有环境协调， 外观美观， 制造、安装、维修方便等特点。实测显示，这种声屏障拥有非常良好的降噪性能。 2. 声屏障顶部结构设计 2.1 T 形圆弧形顶部结构 圆弧形顶部结构剖面如图 1。 这种声屏障顶部结构设计，解决噪声传播中的主要并且难处理的声绕射问题。采用了 吸收声音的材料形成的空腔结构，因此能最大限度的阻隔和吸收通过顶部绕射的噪声。这种结 构由钢框架形成的空腔和顶端的吸收声音的材料等构成。框架形成三个截面积变化的空腔，空腔 相互隔开。考虑耐候性的需要，在空腔顶部覆盖新型吸收声音的材料——具有较好吸声性能的泡 沫铝作为顶部装置的顶面覆盖材料，提高其使用持久性。为提高装置的吸音效果，空腔内 还能添加吸收声音的材料。 这种结构最大的特点是采用渐变截面空腔结构及形式， 吸声频带变宽；

  表 1 显示，实测的数据具有较好的降噪效果，在 20m 距离，1.5m 高度的插入损失为 10.3dB。 与实测结果相比，计算机模拟的插入损失和实测值具有相同的变化趋势，都是随着接 收点的位置距屏障越远，插入损失值降低。但计算机模拟结果偏高，造成模拟值和实测值 偏差较大的因素主要有两点：第一，仿真模拟假设为两条理想的线声源。而实际上建造声 屏障的高速公路是双向六车道，车辆行驶时分布在六个车道上，呈平面上分布的多个点声 源，不能和仿真模拟的假设条件完全一致。因此，声源的不一致性噪声较大误差。还有一 些次要原因。如两端头绕射造成的声压级上升，这在距离屏障较远的位置反映更明显， 使距离屏障较远位置的插入损失降低。 4. 结语 （1）设计了不同形式的声屏障顶部结构，并设计并建造了具有 T 形圆弧顶部和多重楔 形组合的声屏障，实测结果为，与直立形声屏障相比，T 形圆弧形与多重楔形组合的声 屏障具有较好的降噪性能，在 20m 距离，高度 1.5m 时降噪量达到 10.9dB。 （2）采用计算机仿真模拟研究了 T 形圆弧形与多重楔形组合的声屏障的降噪效果，和 实测值对比显示，两者具有相同的变化趋势，随着离声屏障距离的增大，插入损失逐渐变 小。但模拟值偏高，这与模拟条件假设和真实的情况的差距有关。

  陈继浩 冀志江 王静 （中国建筑材料科学研究总院，绿色建筑材料国家重点实验室 北京 100024） 摘要：顶部结构对提高声屏障降噪效果具有非常明显作用，设计了不同结构的顶部结构，并设计建造了 T 形圆弧顶和多重楔形组合的声屏障， 利用声学仿真软件 RAYNOISE 对降噪效果进行了仿真模拟， 并和实 际建造的声屏障的降噪效果进行了对比。结果显示，多重楔形与 T 形弧形顶结合的声屏障具有较好的降 噪性能，在屏障后 20m，高度 1.5m 位置插入损失达到 10.9dB。 关键词：声屏障，顶部结构，模拟， T 形弧形顶

  多重楔形吸声结构，吸声面布置在楔形的下表面，采用新型吸收声音的材料——泡沫铝作为 吸收声音的材料。楔形结构具有不规则的空腔，能吸收较宽频带的噪声；由于可以在竖直方向 上布置空腔，使这种结构可以设计较深的空腔，因此具有吸收低频噪声的特点。有研究指 出[6]，对低频噪声的吸收可以大幅度提高声屏障的降噪性能。背板采用新型隔声材料——中 空金属复合板，这种板材拥有非常良好的隔声性能，同时具有质轻、耐候性好等特点。这种结 构如图 4。

  本次声屏障有如下设计特点： （1） 主体采用竖直共振腔型吸声结构， 拥有非常良好的中低频吸音效果和较宽的吸声带宽； （2）顶部吸声装置采用专利技术，具有变截面和厚共振腔，吸收顶部绕射噪声。高度 不增加的情况下，可以明显提高隔声屏障的降噪效果；

  （3）质轻耐久 (1 延米 100~130kg） 。使用新型金属吸收声音的材料，如：泡沫铝，具有吸声 效果好，美观、质轻、耐候，较高强度和一定的耐冲击性等特点； （4）完全工厂模块化生产，现场安装便捷快捷，快速完成现场施工； （5）适用于城市道路、高架桥、高速公路和轨道交通等，景观效果好。 声屏障安装好后， 对声屏障的降噪情况做了现场测量， 监测点为 5 个， 分别是 10m、 20m、30m、40m，高度为距房屋地面 1.5m。按照 HJ/T90-2004《声屏障设计及测量规范》间 接测量法测量。 将实测数据与仿真模拟结果及计算值作对比，对比结果如表 1。计算机模拟采用声 屏障设计时采用的 T 形圆滑形顶与多重楔形相结合的剖面结构的模拟结果。