声屏障、声屏障组装结构及声屏障的制作方法与流程

本申请涉及声屏障技术领域，具体涉及一种声屏障、声屏障组装结构及声屏障的制作方法。

背景技术：

声屏障作为道路噪声治理的关键结构，主要用于桥梁、高速公路、城市高架及其它噪声环境的隔声降噪。为更好实现声学结构的科学性，优化降噪效果，可在声屏障中同时引入吸音结构与隔音结构，但现有声屏障中，这两种结构呈共面分布，虽然一定程度上减少了屏障外的噪声，但仍不能显著降低隔音结构反射的声波对驾驶员造成的二次干扰。同时，共面设计无法有效调节降噪效果与道路采光之间的矛盾，无法提供良好的行车环境。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本申请提供一种声屏障、声屏障组装结构及声屏障的制作方法，可以对噪声进行多维耗散，降噪效果好，并可同时兼顾降噪与采光，营造良好的行车环境。

为解决上述技术问题，本申请提供一种声屏障，包括隔音部分与吸音部分，所述隔音部分与所述吸音部分之间呈预设角度设置，且所述吸音部分位于所述隔音部分的声波反射方向上，所述预设角度小于90°。

可选的，所述吸音部分水平设置且位于所述隔音部分的上方。

可选的，还包括保护框架，所述保护框架包括连接梁与位于所述连接梁两端的挡板，所述隔音部分的长度方向的两侧分别固定在对应挡板上，所述隔音部分的宽度方向的一侧与所述连接梁接触，所述吸音部分的长度方向的两侧分别固定在对应挡板上，所述吸音部分的宽度方向的一侧与所述隔音部分的宽度方向的另一侧接触。

可选的，所述隔音部分的四侧包覆缓冲层。

可选的，所述连接梁的底部设有对接槽，所述吸音部分的顶面设有第一缓冲条，所述对接槽与所述第一缓冲条的尺寸相适配，相邻两个声屏障在高度方向上进行对接时，其中一声屏障上的所述对接槽用于与另一声屏障上的所述第一缓冲条配合。

可选的，所述声屏障的长度方向的两侧分别沿竖直方向设有安装槽，所述安装槽的两个外侧均设有第二缓冲条。

可选的，所述吸音部分包括多孔金属板、吸音材料层和保护盖，所述吸声材料层位于所述多孔金属板与所述保护盖之间，所述多孔金属板位于所述吸音材料层的朝向所述隔音部分的一侧，所述多孔金属板和所述保护盖之间相互紧固。

本申请还提供一种声屏障组装结构，包括两个安装立柱与至少两个如上所述的声屏障，所述声屏障的两端分别安装在一所述安装立柱上，所述至少两个声屏障在所述两个安装立柱之间沿高度方向依次叠放。

可选的，所述声屏障的长度方向的两侧分别沿竖直方向设有安装槽，所述安装槽的两个外侧均设有第二缓冲条，所述安装立柱沿高度方向设有安装滑槽，两个所述安装立柱的安装滑槽之间开口相对，所述安装槽卡入对应安装立柱的安装滑槽中并通过所述第二缓冲条与对应安装滑槽的侧壁内表面接触。

本申请还提供一种声屏障的制作方法，包括：

提供吸音部分与隔音部分；

将所述隔音部分与所述吸音部分按照预设角度进行组装，使所述吸音部分位于所述隔音部分的声波反射方向上，且所述预设角度小于90°；其中，

提供所述隔音部分，包括：

按比例配置用于制备所述隔音部分的单体混合物，所述单体混合物包含有机酸，并将所述单体混合物形成预聚体；

在所述预聚体中加入引发剂和功能助剂，混合均匀并脱泡后，倒入模具中，所述模具的型腔内预置用于一体形成在所述隔音部分内部的加强筋；

对所述预聚体进行后聚合；以及，

脱模，得到所述隔音部分。

可选的，所述隔音部分为聚甲基丙烯酸甲酯，所述加强筋材质为钢丝、碳纤维、尼龙、涤纶、聚醚醚酮、芳纶、聚酰亚胺中的一种，所述有机酸的加入比例为重量百分比小于或等于2％。

本申请的声屏障，包括隔音部分与吸音部分，隔音部分与吸音部分之间呈预设角度设置，且吸音部分位于隔音部分的声波反射方向上，预设角度小于90°。一种声屏障组装结构，至少两个声屏障在两个安装立柱之间沿高度方向依次叠放，声屏障的两端分别安装在一安装立柱上。一种声屏障的制作方法，按比例配置制备隔音部分的单体混合物，单体混合物中含有机酸，并将单体混合物形成预聚体；在预聚体中加入引发剂和功能助剂，混合均匀并脱泡后，倒入模具中，模具的型腔内预置用于一体形成在隔音部分内部的加强筋；后聚合，脱模得到隔音部分。本申请的声屏障的隔音部分与吸音部分之间呈预设角度，可以对噪声进行多维耗散，降噪效果好，并可同时兼顾降噪与采光，营造良好的行车环境。

附图说明

图1是根据第一实施例示出的声屏障的结构示意图之一；

图2是根据第一实施例示出的声屏障的结构示意图之二；

图3是根据第一实施例示出的声屏障的结构示意图之三；

图4是根据第一实施例示出的声屏障的保护框架的结构示意图；

图5是根据第一实施例示出的声屏障的保护框架与隔音部分之间的组装示意图；

图6是根据第一实施例示出的声屏障的保护框架、隔音部分与吸音部分之间的组装示意图之一；

图7是根据第一实施例示出的声屏障的保护框架、隔音部分与吸音部分之间的组装示意图之二；

图8是根据第二实施例示出的声屏障组装结构的结构示意图之一；

图9是根据第二实施例示出的声屏障组装结构的结构示意图之二；

图10是根据第二实施例示出的声屏障组装结构的结构示意图之三；

图11是根据第二实施例示出的声屏障组装结构中声屏障与安装立柱的配合结构示意图；

图12是根据第三实施例示出的声屏障的制作方法的流程示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

第一实施例

图1是根据第一实施例示出的声屏障的结构示意图之一；图2是根据第一实施例示出的声屏障的结构示意图之二；图3是根据第一实施例示出的声屏障的结构示意图之三。如图1至图3所示，本实施例的声屏障包括隔音部分11与吸音部分12，隔音部分11与吸音部分12之间呈预设角度设置，且吸音部分12位于隔音部分11的声波反射方向上，预设角度小于90°。优选的，吸音部分12水平设置且位于隔音部分11的上方。

通过上述结构，隔音部分11呈斜角布置，该斜角为隔音部分11与垂直线的夹角且与前述预设角度呈角度互余关系，吸声部分为水平方向置于隔音部分11的正上投影方向，两者构成内嵌三棱柱几何空间结构，道路噪声波沿水平或斜向传递至声屏障后，大量斜向声波可被吸音部分12直接捕捉。同时，由于倾角的存在，反射波也将不再进入行驶区域，而是沿入射波与隔音部分11作用的法线对称方向进入吸音部分12的区域，被捕捉耗散，即使有未被充分捕捉耗散的声波，也会反射进入道路的上部空间，而不会原路反射回行驶区域干扰驾驶员。与此同时，吸音部分12与隔音部分11的非共面设置，有效解决了现有共面声屏障透光性能与降噪间的矛盾，改善了道路通道内分贝等级与采光面积，可以给驾驶员们营造一个良好的行车环境，减轻驾驶疲劳。

隔音部分11的材质为有机玻璃、有机玻璃加筋复合材料、聚碳酸酯、钢化玻璃中的一种，有机玻璃也可称为亚克力、pmma或聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯也可称为阳光板、pc。隔音部分11的颜色可以为无色透明或彩色，材质优选有机玻璃加筋复合材料，筋的材质可为尼龙、钢丝、碳纤维、芳纶、涤纶、聚醚醚酮、聚酰亚胺中的一种，筋的截面为规则几何图形，优选为圆形，直径优选为1-10mm，筋在隔音部分11的内部等距离平行排列，排列距离的范围优选为5-20cm，亦可呈预设图案排列。筋作为骨架材料，起到隔音部分11的力学补强、提高破碎完整性和防止鸟类撞击的作用。隔音部分11的四侧还可包覆缓冲层，通过缓冲层与周围元件接触，提高密封性及防震性能。所述缓冲层为柔性高分子材料，包括发泡塑料、橡胶、pvc胶条、聚氨酯中的一种。

吸音部分12包括多孔金属板121、吸音材料层(图未示)和保护盖(即吸音部分12的顶面部分)，吸声材料层位于多孔金属板121与保护盖之间，多孔金属板121位于吸音材料层的朝向隔音部分11的一侧，多孔金属板121和保护盖之间相互紧固，紧固过程中可选择与或不与吸声材料层连接。所述吸声材料层为泡沫玻璃、泡沫金属、无机纤维、有机纤维以及泡沫塑料中的一种，优选抗老化性和耐久性更好的泡沫玻璃和泡沫金属。

隔音部分11与吸音部分12之间呈预设角度设置安装在保护框架13上。请一并参考图4，保护框架13包括连接梁131与位于连接梁131两端的第一挡板132、第二挡板133，第一挡板132、第二挡板133上设有卡槽136，连接梁131的上部设有水平卡槽(图未示)，隔音部分11的长度方向的两侧分别插入并固定在第一挡板132、第二挡板133的卡槽136上，隔音部分11的宽度方向的一侧固定在连接梁131的水平卡槽上，吸音部分12的长度方向的两侧分别固定在第一挡板132、第二挡板133的水平边137上，吸音部分12的宽度方向的一侧与隔音部分11的宽度方向的另一侧接触。卡槽136与保护框架13之间、吸音部分12与保护框架13之间，可通过铆钉、卡扣、螺丝、机械压合的方式完成紧固。保护框架13的材质为铝、铁、铜、镁、锌、钴、镍，以及其组成的合金中的一种。

组装时，请结合图4与图5，先将隔音部分11插入保护框架13上的卡槽136和水平卡槽中，卡槽136和水平卡槽的开口宽度与包覆缓冲层后的隔音部分11的整体厚度相适应，实现紧密适配。接着，将吸音部分12设于已安装好隔音部分11的保护框架13的正上方，在与第一挡板132、第二挡板133的相遇面通过铆钉紧固，在与隔音部分11的相遇面接触隔音部分11上的缓冲层，得到图6及图7所示的组装结构。实际实现时，吸音部分12在与隔音部分11的相遇面可设置一边框，该边框设有用于与隔音部分11上的缓冲层相适配的配合面，从而实现吸音部分12与隔音部分11之间的紧密配合；或者，该边框也可以设置在隔音部分11上侧的缓冲层上并与吸音部分12的边缘紧固，或该边框的两端分别与第一挡板132、第二挡板133内侧面紧固。

连接梁131的底部设有对接槽135，对接槽135的长度与连接梁131的长度一致，吸音部分12的顶面设有第一缓冲条16，第一缓冲条16的长度与吸音部分12的长度一致，第一缓冲条16的平分线与对接槽135的平分线在一个垂直面上，对接槽135与第一缓冲条16的宽度相适配，相邻两个声屏障在高度方向上进行对接时，其中一声屏障上的对接槽135用于与另一声屏障上的第一缓冲条16配合，形成阴阳互锁结构，起到上下模块化声屏障间的减震，以及模块化声屏障间缝隙的声波阻挡的双重作用。

声屏障的长度方向的两侧分别沿竖直方向设有安装槽15，也即第一挡板132与第二挡板133的外侧均在竖直方向设有一安装槽15，安装槽15例如为u型槽，u型槽的底壁可通过铆钉、卡扣、螺丝、机械压合的方式与对应挡板进行紧固。如图1所示，安装槽15的两个外侧均设有第二缓冲条151，实际实现时，可在铝条带表面预置缓冲层，再将铝条带与安装槽15的外侧紧固，从而在安装槽15的两个外侧形成第二缓冲条151。第二缓冲条151用于对多个声屏障进行组装时，与安装立柱接触，实现安装槽15和安装立柱间的紧密配合，同时可以起到声波阻隔和减震效果。

可选的，当声屏障的长度超过1m时，可在吸音部分12与保护框架13的连接梁131之间设置支撑杆，支撑杆之间的间隔为优选为1m-2m，起到结构补强作用。考虑到安装起吊的操作性，声屏障的长度优选在6m以内。

本实施例的声屏障，包括隔音部分与吸音部分，隔音部分与吸音部分之间呈预设角度设置，且吸音部分位于隔音部分的声波反射方向上，预设角度小于90°，优选为30-60°。由于声屏障的隔音部分与吸音部分之间呈预设角度，可以对噪声进行多维耗散，降噪效果好，并可同时兼顾降噪与采光，营造良好的行车环境。

第二实施例

图8是根据第二实施例示出的声屏障组装结构的结构示意图之一；图9是根据第二实施例示出的声屏障组装结构的结构示意图之二；图10是根据第二实施例示出的声屏障组装结构的结构示意图之三。请参考图8至图10，本实施例的声屏障组装结构，包括第一安装立柱21、第二安装立柱22与至少两个如第一实施例所述的声屏障10，声屏障10的两端分别安装在第一安装立柱21、第二安装立柱22上，至少两个声屏障10在第一安装立柱21、第二安装立柱22之间沿高度方向依次叠放。

每个声屏障10中，隔音部分11与吸音部分12之间呈预设角度设置，且吸音部分12位于隔音部分11的声波反射方向上，预设角度小于90°，优选30-60°，在沿高度方向依次叠放多个声屏障10后，可以组成大尺寸的屏障，可以根据所需的屏障高度选择声屏障10的数量，易于声屏障10的加工、运输与组装。同时，每个声屏障10的设计可以达到最佳的隔音、吸音、采光效果，在完成组装后，仍能保证整体结构效果的有效性。

每个声屏障10中，保护框架13的连接梁131下部设有对接槽，吸音部分12的顶部设有第一缓冲条16，第一缓冲条16的平分线与对接槽的平分线在一个垂直面上，对接槽的长度与第一缓冲条16的长度一致，对接槽与第一缓冲条16的宽度相适配。当上下相邻两个声屏障10在高度方向上进行对接时，上方声屏障10下部的对接槽与下方声屏障10上部的第一缓冲条16配合，形成阴阳互锁结构，起到上下模块化声屏障10间的减震，以及模块化声屏障10间缝隙的声波阻挡的双重作用。

第一安装立柱21、第二安装立柱22的底部设有通孔，用于与路基预留螺栓进行紧固，设置适应的间隔进行安装立柱的安装，优选等距间隔，完成立柱框架的搭建。

请参考图11，每个声屏障10的长度方向的两侧分别沿竖直方向设有安装槽15，安装槽15的两个外侧均设有第二缓冲条151，第一安装立柱21、第二安装立柱22沿高度方向设有安装滑槽221，第一安装立柱21、第二安装立柱22的安装滑槽221之间开口相对，安装槽15卡入对应安装立柱的安装滑槽221中并通过第二缓冲条151与对应安装滑槽221的侧壁内表面接触，实现安装槽15和第一安装立柱21、第二安装立柱22间的紧密配合，从而完成声屏障10的便捷组装。

第三实施例

图12是根据第三实施例示出的声屏障的制作方法的流程示意图。如图12所示，本实施例的声屏障的制作方法，包括：

步骤301，提供吸音部分与隔音部分；

步骤302，将所述隔音部分与所述吸音部分按照预设角度进行组装，使所述吸音部分位于所述隔音部分的声波反射方向上，且所述预设角度小于90°。

在步骤301中，提供所述隔音部分，包括：

按比例配置用于制备所述隔音部分的单体混合物，所述单体混合物包含有机酸，并将所述单体混合物形成预聚体；

在所述预聚体中加入引发剂和功能助剂，混合均匀并脱泡后，倒入模具中，所述模具的型腔内预置用于一体形成在所述隔音部分内部的加强筋；

对所述预聚体进行后聚合；以及，

脱模，得到所述隔音部分。

优选的，所述隔音部分为聚甲基丙烯酸甲酯，所述加强筋为钢丝、碳纤维、尼龙、涤纶、聚醚醚酮、芳纶、聚酰亚胺中的一种，优选尼龙或芳纶，所述有机酸的加入比例为重量百分比小于或等于2％。

具体地，以隔音部分为有机玻璃加筋屏体为例，其制造过程主要分为预聚、浇注、后聚合三阶段，预聚采用经典的以甲基丙烯酸甲酯为单体的自由基聚合工艺，配方中含有重量百分比为0-2％的有机酸，从室温逐步升温至110℃，保持20-30min，逐步降至室温，完成预聚体制备。接着，在浇注前需在预聚体中补加重量百分比为0.01-0.1％的引发剂和功能助剂，混合均匀并脱泡处理后，倒入模具中完成浇注过程。之后，对预聚体进行后聚合，后聚合工艺为50-60℃水浴2-6h，于100℃-130℃中处理1-3h，自然冷却至室温。

所述功能助剂种类和添加比例，依据有机玻璃的功能需求而定，当制备阻燃有机玻璃时，功能助剂称为阻燃剂，具体为含磷、硅元素化合物及其不饱和单体中的一种或几种，添加比例为重量百分比10-30％；当制备耐热有机玻璃时，功能助剂称为耐热改性剂，具体为含芳杂环单体、含极性基团单体以及交联单体中的一种或几种，添加比例为重量百分比5-30％；当制备高硬度有机玻璃时，功能助剂称为无机填料，具体为通过硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂改性的无机纳米填料，实现无机纳米颗粒的亲甲基丙烯酸或亲聚甲基丙烯酸特性，利于其均相分散，优选偶联剂为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三氯硅烷，无机纳米填料为sio2、tio2、zno2、zro2、aln纳米颗粒中的一种或几种，添加比例为重量百分比1-20％。当制备抗辐射有机玻璃时，功能助剂称为抗辐射功能剂，具体为含铅元素化合物及其不饱和单体中的一种或几种，添加比例为重量百分比20-40％。功能助剂的添加阶段，可在单体中直接加入，也可在预聚后加入，优选为预聚后加入。

所述有机酸包括苹果酸、抗坏血酸、酒石酸、柠檬酸、甲酸、乙酸中的一种。有机酸的作用为对筋的表面进行酸化溶胀，形成局部微通道，便利甲基丙烯酸甲酯分布其间，在聚合阶段形成高分子链，实现对筋表面大量微通道之间的串联锚定，形成筋-有机玻璃界面的分子级融合，极大提高界面结合的力学强度。

所述引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种，其中，预聚阶段引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的一种，预聚后补加的引发剂为过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异庚腈中的一种。

所述模具由两块等面积钢化玻璃、软质高分子胶条以及紧固锁具组成，软质高分子胶条夹设在钢化玻璃之间，钢化玻璃之间通过紧固锁具进行固定，从而形成型腔。型腔的厚度受胶条的直径控制，筋穿过胶条之间平行侧边设置的对位等距通孔，呈平行排列地收容在模具的型腔内，筋直径优选为1-10mm，等距范围优选为5-20cm，胶条的厚度大于所使用的筋直径。在浇筑预聚体之后，预聚体即可包覆筋条，并在完成后聚合后形成一体结构，得到有机玻璃加筋屏体。

吸音部分包括多孔金属板、吸音材料层和保护盖，吸声材料层位于多孔金属板与保护盖之间，多孔金属板位于吸音材料层的朝向隔音部分的一侧，多孔金属板和保护盖之间相互紧固，紧固过程中可选择与或不与吸声材料层连接。所述吸声材料层为泡沫玻璃、泡沫金属、无机纤维、有机纤维以及泡沫塑料中的一种，优选抗老化性和耐久性更好的泡沫玻璃和泡沫金属。

吸音部分与隔音部分之间的组装过程详见第一实施例的相关描述，在此不再赘述。

本实施例的声屏障的制作方法，按比例配置制备隔音部分的单体混合物，单体混合物中含有机酸，并将单体混合物形成预聚体；在预聚体中加入引发剂和功能助剂，混合均匀并脱泡后，倒入模具中，模具内设有加强筋；后聚合，脱模得到隔音部分，制备得到的声屏障具有更好的力学强度。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

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