一种具有水性阻尼材料层的金属声屏障的制作方法

本实用新型属于金属声屏障技术领域，特别是涉及一种具有水性阻尼材料层的金属声屏障。

背景技术：

目前通用的金属声屏障，是将吸声材料与水泥隔声板组成板状吸隔声单元，将该单元固定在铝合金制成的腔体之内，形成声屏障单元板，腔体面向线路方向一侧(称为面板)开孔，多块单元板固定在沿道路、铁路等以均匀间距设置的型钢立柱之间，最终形成声屏障结构。

汽车、列车运行噪声通过声屏障面板孔，传入腔体内部，一部分被吸声材料吸收，另外一部分通过水泥隔声板-空气层-腔体背板，成为透射声，通用声屏障结构的隔声性能主要是由水泥隔声板及腔体背板决定。

声屏障实际应用中，腔体内部的水泥隔声板自身力学性能薄弱，需单独考虑固定，同时与吸声材料贴紧，会影响其吸声性能；整个铝合金腔体板材厚度极小，高速列车通过时气动力导致其产生的振动幅度较大，不仅对整个结构的力学性能影响较大，同时振动产生的二次结构噪声也会进一步减弱声屏障的实际降噪效果。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有金属声屏障结构中水泥隔声板的设置导致的力学、声学问题，提出了一种具有水性阻尼材料层的金属声屏障，该金属声屏障采用在腔体背板喷涂水性阻尼材料层，取消设置水泥隔声板，以简化结构构造、提升其力学性能、满足吸隔声要求。

本实用新型是这样实现的，一种具有水性阻尼材料层的金属声屏障，包括铝合金外壳、水性阻尼材料层和吸声材料层，所述铝合金外壳的背板内侧设有水性阻尼材料层，所述吸声材料层设置于铝合金外壳形成的腔体内，该金属声屏障从内到外依次由铝合金外壳的面板、空气腔、吸声材料层、空气腔、水性阻尼材料层和铝合金外壳的背板组合而成；所述水性阻尼材料层的厚度与铝合金外壳的厚度之比为1～3。

在上述技术方案中，优选的，所述水性阻尼材料层由复合损耗因子大于0.2、固化后附着力小于等于1级标准的水性阻尼材料喷涂而成。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述水性阻尼材料层由常规水性阻尼材料或常规水性阻尼材料和低温水性阻尼材料相结合的水性阻尼材料喷涂而成。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型在背板内侧设有水性阻尼材料层，可以大幅提升金属声屏障腔体背板的结构内阻尼，使背板的动能转化为热能，减少背板振动幅值，避免外部激励力频率与结构自由振动频率一致时，产生共振从而破坏金属声屏障结构；金属声屏障背板结构内阻尼提升，背板各频带(尤其是材料隔声曲线的共振效应区)隔声量均有提升，通过隔声室试验结果表明，当固化后水性阻尼材料层厚度与背板厚度之比为0.7以上时，背板喷涂水性阻尼材料层的金属声屏障腔体较未作处理的相同金属声屏障腔体，结构的计权隔声量提高2db以上；同时，阻尼导致结构振动幅值减小，车桥耦合振动、列车风致振动、自然风致振动，导致声屏障产生的二次结构噪声也相应减弱。

2、本实用新型的水性阻尼材料层喷涂达到一定厚度，声屏障腔体隔声量即可满足tb/t3122-2019《铁路声屏障声学构件》标准要求，可取消在吸声材料背部设置的水泥隔声板，同时取消腔体内部针对其设置的固定结构，减轻声屏障单元板重量，进一步提升结构的力学性能；同时确保吸声材料的吸声性能不受水泥背板影响。

3、本实用新型的吸声材料层两侧为空气腔，使得吸声材料的吸声性能显著增强。

4、本实用新型的水性阻尼材料层可以适用于不同型式的金属声屏障腔体，有效减弱声屏障结构刚性搭接形成的声桥对隔声量的降低作用。

附图说明

图1是本实用新型的实施例提供的金属声屏障的结构示意图；

图2是对本实用新型的实施例提供的金属声屏障进行隔声室隔声量测试图。

图中：1、铝合金外壳的面板；2、铝合金外壳的背板；3、吸声材料层；4、水性阻尼材料层；5、空气腔。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，本实用新型的实施例提供一种具有水性阻尼材料层的金属声屏障，包括铝合金外壳、水性阻尼材料层4和吸声材料层3，所述铝合金外壳的背板2内侧设有水性阻尼材料层4，所述吸声材料层3设置于铝合金外壳形成的腔体内，该金属声屏障从内到外依次由铝合金外壳的面板1、空气腔5、吸声材料层3、空气腔5、水性阻尼材料层4和铝合金外壳的背板2组合而成；所述水性阻尼材料层4的厚度与铝合金外壳的厚度之比为1～3。

优选的，所述水性阻尼材料层4由复合损耗因子大于0.2、固化后附着力小于等于1级标准的水性阻尼材料喷涂而成。

进一步优选的，所述水性阻尼材料层4由常规水性阻尼材料或常规水性阻尼材料和低温水性阻尼材料相结合的水性阻尼材料喷涂而成。

金属声屏障铝合金外壳防腐处理后，折弯组合成为腔体前，标注背板区域，利用复合损耗因子大于0.2、固化后附着力小于等于1级标准的水性阻尼材料，均匀喷涂在标注的背板区域，喷涂过程中控制水性阻尼材料喷涂厚度，以满足水性阻尼材料完全固化后的涂层厚度与铝合金外壳厚度之比为1～3。水性阻尼材料层4完全固化后，组合铝合金外壳及吸声材料，成为一个金属声屏障单元板。

按照项目实施区域采取不同水性阻尼材料层4，日常温度在-10～60℃区域喷涂常规水性阻尼材料，可保证正常的阻尼、附着性能；最低温度达到-10～-30℃区域，利用低温水性阻尼材料+常规水性阻尼材料结合喷涂形成复核阻尼涂层，确保涂层在低至-30℃的环境下，损耗因子仍然大于0.2，满足宽温域性能要求。

请参阅图2，通过隔声室试验结果表明，当固化后水性阻尼材料层4厚度与背板厚度之比为0.7以上时，背板喷涂水性阻尼材料层4的金属声屏障腔体较未作处理的相同金属声屏障腔体，结构的计权隔声量提高2db以上。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

技术特征：

1.一种具有水性阻尼材料层的金属声屏障，其特征在于，包括铝合金外壳、水性阻尼材料层和吸声材料层，所述铝合金外壳的背板内侧设有水性阻尼材料层，所述吸声材料层设置于铝合金外壳形成的腔体内，该金属声屏障从内到外依次由铝合金外壳的面板、空气腔、吸声材料层、空气腔、水性阻尼材料层和铝合金外壳的背板组合而成；所述水性阻尼材料层的厚度与铝合金外壳的厚度之比为1～3。

2.根据权利要求1所述的具有水性阻尼材料层的金属声屏障，其特征在于，所述水性阻尼材料层由复合损耗因子大于0.2、固化后附着力小于等于1级标准的水性阻尼材料喷涂而成。

3.根据权利要求2所述的具有水性阻尼材料层的金属声屏障，其特征在于，所述水性阻尼材料层由常规水性阻尼材料喷涂而成。

技术总结
本实用新型涉及一种具有水性阻尼材料层的金属声屏障，包括铝合金外壳、水性阻尼材料层和吸声材料层，铝合金外壳的背板内侧设有水性阻尼材料层，吸声材料层设置于铝合金外壳形成的腔体内，该金属声屏障从内到外依次由铝合金外壳的面板、空气腔、吸声材料层、空气腔、水性阻尼材料层和铝合金外壳的背板组合而成；水性阻尼材料层的厚度与铝合金外壳的厚度之比为1～3；水性阻尼材料层由复合损耗因子大于0.2、固化后附着力小于等于1级标准的水性阻尼材料喷涂而成。本实用新型金属声屏障采用在腔体背板喷涂水性阻尼材料层，并使吸声材料层两侧均为空气腔，取消设置水泥隔声板，简化结构构造、提升金属声屏障整体力学及声学性能、满足吸隔声要求。

技术研发人员：韩珈琪;潘晓岩;常亮;苏卫青;朱正清;杨丙峰;邢天祥;沈志军;周卫军;于坤宏;周德豪;刘立斌;韩桂波;高潮
受保护的技术使用者：中国铁路设计集团有限公司
技术研发日：2020.06.19
技术公布日：2021.03.19