賀冰喆

(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

作為中國(guó)主要運(yùn)輸交通工具的鐵路，近些年發(fā)展迅速，目前運(yùn)營(yíng)里程突破10萬(wàn)km，位居世界第二。隨著鐵路的建設(shè)和列車(chē)速度的不斷提高，火車(chē)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲對(duì)環(huán)境的影響越來(lái)越明顯。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3096—2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定鐵路干線(xiàn)兩側(cè)區(qū)域白天不超過(guò)70dB，晚上不超過(guò)60 dB;GB12525—1990《鐵路邊界噪聲限值及其測(cè)量方法》環(huán)境保護(hù)部2008年38號(hào)公告規(guī)定新建鐵路邊界噪聲晝間不超過(guò)70 dB和夜間不超過(guò)60 dB。但隨著鐵路運(yùn)行速度的大幅度提高，運(yùn)行噪聲也隨之增加，需要采取措施降低鐵路沿線(xiàn)列車(chē)運(yùn)行噪聲對(duì)周?chē)h(huán)境的影響以達(dá)到國(guó)家噪聲標(biāo)準(zhǔn)的限值要求。目前采用的降噪措施主要是在鐵路兩側(cè)設(shè)置聲屏障。

聲屏障作為降噪的環(huán)保產(chǎn)品，需要有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為聲屏障的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、采購(gòu)、使用、驗(yàn)收、檢驗(yàn)等提供依據(jù)，同時(shí)也促進(jìn)該產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)。本文對(duì)鐵路聲屏障產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)與相應(yīng)檢測(cè)方法進(jìn)行了研究分析，提出鐵路現(xiàn)行TB/T3122—2010《鐵路聲屏障聲學(xué)構(gòu)件技術(shù)條件要求及測(cè)試方法》存在的問(wèn)題與需要調(diào)整的內(nèi)容，以便為鐵路聲屏障產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)修訂提供依據(jù)。

1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定的內(nèi)容

研究與編制產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容包括:標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用范圍、產(chǎn)品分類(lèi)與命名、主要技術(shù)要求(參數(shù))與相應(yīng)的檢測(cè)試驗(yàn)方法、出廠(chǎng)與型式檢驗(yàn)項(xiàng)目與抽樣規(guī)則、判定原則、包裝、運(yùn)輸、貯存等，其中產(chǎn)品主要技術(shù)要求(參數(shù))與相應(yīng)的檢測(cè)方法的研究與制定是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的難點(diǎn)與重點(diǎn)，也是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容，技術(shù)要求能分等級(jí)的還需要分等級(jí)，同時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品特點(diǎn)和使用要求以及健康、安全、生理、心理、環(huán)境保護(hù)等因素。

2 主要技術(shù)參數(shù)與檢測(cè)方法

鐵路聲屏障是建于鐵道線(xiàn)路兩側(cè)用以降低列車(chē)運(yùn)行噪聲對(duì)聲環(huán)境產(chǎn)生影響的構(gòu)筑物，其技術(shù)性能主要考慮以下幾方面:(1)使用性能即降噪性能，(2)機(jī)械強(qiáng)度或力學(xué)性即安全穩(wěn)定性能，(3)所用材料還需考慮其防火性能，(4)因在室外長(zhǎng)期使用，所用材料還應(yīng)考慮耐候抗老化性能，主要針對(duì)應(yīng)用于沿海地帶耐鹽霧等性能。

2．1 國(guó)內(nèi)外情況

目前德國(guó)有一些對(duì)用于降低交通噪聲的聲屏障相應(yīng)的研究與標(biāo)準(zhǔn)資料，研究資料有DS800-01《鐵路沿線(xiàn)防噪聲建筑設(shè)備的規(guī)范》附錄3［1］，標(biāo)準(zhǔn)有BS EN 1793-1～3—1998《道路交通噪聲減低裝置測(cè)定聲學(xué)性能試驗(yàn)方法(聲音吸收的內(nèi)在特性、空氣內(nèi)隔聲固有特性、標(biāo)準(zhǔn)化交通噪音頻譜)》［2］，BS EN 1794-1 ～2—2003《道路交通噪聲減低裝置非聲學(xué)性能(一般安全和環(huán)境要求、機(jī)械性能和穩(wěn)定性要求)》［3］，主要研究與規(guī)定了聲屏障的性能指標(biāo)和檢測(cè)方法。

我國(guó)公路與鐵路均有對(duì)聲屏障的研究報(bào)道，公路有JT/T646—2005《公路聲屏障材料技術(shù)要求和檢測(cè)方法》，鐵路有 TB/T3122—2010《鐵路聲屏障聲學(xué)構(gòu)件技術(shù)要求及測(cè)試方法》，鐵路聲屏障設(shè)計(jì)有鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院系列圖紙。

2．2 主要技術(shù)參數(shù)的分析

2．2．1 聲學(xué)性能

聲屏障聲學(xué)性能一般用計(jì)權(quán)隔聲量和降噪系數(shù)2個(gè)指標(biāo)來(lái)表示。

根據(jù)GB/T 3947—1996《聲學(xué)名詞術(shù)語(yǔ)》，降噪系數(shù)是在 250 Hz、500 Hz、1 000 Hz、2 000 Hz 測(cè)得的4個(gè)點(diǎn)吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值;計(jì)權(quán)隔聲量是由1/3倍頻程或倍頻程隔聲量計(jì)權(quán)后得出的隔聲單值評(píng)價(jià)量。

鐵道部鐵計(jì)［2010］44號(hào)文《關(guān)于印發(fā)鐵路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)噪聲振動(dòng)源強(qiáng)取值和治理原則指導(dǎo)意見(jiàn)(2010年修訂稿)的通知》中對(duì)目前我國(guó)鐵路噪聲強(qiáng)度及頻譜調(diào)查數(shù)據(jù)測(cè)試顯示，距列車(chē)運(yùn)行線(xiàn)路中心25 m，軌面以上3．5 m處鐵路噪聲頻譜主要在250 Hz～4 000 Hz范圍，噪聲強(qiáng)度根據(jù)速度不同一般在85 dB(A)～95 dB(A)之間。

德國(guó)聯(lián)邦鐵路研究資料“鐵路沿線(xiàn)防噪聲建筑設(shè)備的規(guī)范”［1］按不同頻率規(guī)定隔聲量、吸聲系數(shù)，見(jiàn)表1。

表1 隔聲量、吸聲系數(shù)的檢驗(yàn)曲線(xiàn)最低值

TB/T3122—2010《鐵路聲屏障聲學(xué)構(gòu)件技術(shù)條件要求及測(cè)試方法》依據(jù)GB/T 3947—1996《聲學(xué)名詞術(shù)語(yǔ)》降噪系數(shù)術(shù)語(yǔ)規(guī)定了4點(diǎn)的平均值應(yīng)用于列車(chē)運(yùn)行速度200 km/h以下的鐵路聲屏障聲學(xué)構(gòu)件的降噪系數(shù)不應(yīng)小于0．60，運(yùn)行速度200 km/h及以上的鐵路聲屏障聲學(xué)構(gòu)件的降噪系數(shù)不應(yīng)小于0．70，同時(shí)隔聲量也是多個(gè)頻率的均值。但4 000 Hz頻率也是鐵路實(shí)際噪聲主要頻段，目前測(cè)試的降噪系數(shù)沒(méi)有真正反應(yīng)鐵路噪聲降噪情況，而表1所示德國(guó)聯(lián)邦鐵路研究資料評(píng)價(jià)聲屏障吸聲與隔聲性能用各個(gè)頻率的吸聲系數(shù)與隔聲量衡量比較合理。為了確切反應(yīng)鐵路聲屏障降低鐵路實(shí)際噪聲的情況，建議對(duì)TB/T3122—2010《鐵路聲屏障聲學(xué)構(gòu)件技術(shù)條件要求及測(cè)試方法》進(jìn)行修訂，按鐵路主要噪聲頻率段規(guī)定吸聲系數(shù)與隔聲量。

2．2．2 機(jī)械強(qiáng)度或力學(xué)性能

聲屏障機(jī)械強(qiáng)度或力學(xué)性能主要用抗風(fēng)壓性能表示，以保證聲屏障的力學(xué)強(qiáng)度性能達(dá)到安全穩(wěn)定。

鐵路聲屏障是安裝在鐵路兩旁需長(zhǎng)期經(jīng)受高速(目前可達(dá)350 km/h)經(jīng)過(guò)的列車(chē)對(duì)其施加的風(fēng)壓的影響，從目前實(shí)際測(cè)試的鐵路兩旁列車(chē)高速運(yùn)行對(duì)聲屏障產(chǎn)生的風(fēng)壓約1 kPa，同時(shí)考慮自然大風(fēng)風(fēng)壓等與高速列車(chē)運(yùn)行疊加的風(fēng)壓，參考國(guó)家建筑材料研究院對(duì)建筑墻體抗風(fēng)壓應(yīng)能承受最?lèi)毫? kPa的風(fēng)壓要求，鐵路聲屏障可參照建筑材料抗風(fēng)壓要求給出在4 kPa風(fēng)壓下進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)試聲屏障其最大彈性撓度不應(yīng)超過(guò)LA/100(LA為聲屏障構(gòu)件最大自由長(zhǎng)度，下同)，殘余變形不應(yīng)超過(guò)LA/500，同時(shí)聲屏障不被破壞的要求。TB/T3122—2010《鐵路聲屏障聲學(xué)構(gòu)件技術(shù)條件要求及測(cè)試方法》抗風(fēng)壓性能要求與測(cè)試方法沒(méi)有明確風(fēng)壓的強(qiáng)度，需進(jìn)行修訂完善。

2．2．3 抗疲勞性能

因聲屏障應(yīng)用在鐵路兩旁，需經(jīng)受長(zhǎng)年頻繁經(jīng)過(guò)的高速列車(chē)的振動(dòng)與風(fēng)壓沖擊，按鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院的聲屏障有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)速350 km/h客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路路基、橋梁插板式金屬聲屏障中疲勞計(jì)算依據(jù)設(shè)計(jì)使用壽命25 a，運(yùn)營(yíng)CRH系列動(dòng)車(chē)組為210對(duì)/d控制，要求一般地區(qū)聲屏障單元板必須能夠耐受不小于400萬(wàn)次的4 Hz的疲勞。

2．2．4 抗腐蝕性能

在自然界對(duì)不同材料產(chǎn)生腐蝕的因素不同，對(duì)于金屬材料的聲屏障，一般主要體現(xiàn)在鹽霧對(duì)聲屏障表面鍍層和基體鋼材腐蝕的影響，參照GB/T18226—2000《高速公路交通工程鋼構(gòu)件防腐技術(shù)條件》中要求規(guī)定經(jīng)過(guò)鹽霧試驗(yàn)后表面鍍層無(wú)脫落、基體鋼材不應(yīng)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

2．2．5 防火性能

GB8624—2012《建筑材料及制品燃燒性能分組》將燃燒等級(jí)分為A級(jí)不燃材料、B1級(jí)難燃材料、B2級(jí)可燃材料和B3易燃材料。

德國(guó)聯(lián)邦鐵路研究資料“鐵路沿線(xiàn)防噪聲建筑設(shè)備的規(guī)范”［1］中對(duì)聲屏障材料防火要求用在隧道洞口附近約距洞口50 m長(zhǎng)或距建筑物或易燃損物不足10 m時(shí)，聲屏障所有部件采用A級(jí)不可燃材料，其他可使用B2級(jí)可燃材料。

因GB8624標(biāo)準(zhǔn)修訂為2012版，與2006版變化較大，同時(shí)應(yīng)增加特殊區(qū)域聲屏障防火要求，故應(yīng)對(duì)TB/T3122—2010防火性能進(jìn)行修訂，以達(dá)到與相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求一致。

2．3 主要技術(shù)參數(shù)的試驗(yàn)方法

2．3．1 聲學(xué)性能試驗(yàn)方法

參照GB/T19889．3—2005《聲學(xué) 建筑和建筑構(gòu)件隔聲測(cè)量第3部分:建筑構(gòu)件空氣聲隔聲的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量》和GB/T20247—2006《聲學(xué)混響室吸聲測(cè)量》兩標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行聲屏障隔聲性能與降噪系數(shù)測(cè)試，但在1/3倍頻程至少測(cè)試18個(gè)中心頻率的隔聲量與降噪系數(shù)，再針對(duì)不同噪聲源的頻譜特性，重點(diǎn)評(píng)價(jià)其主要中心頻率的降噪系數(shù)與隔聲量。測(cè)試降噪系數(shù)需要有至少200 m2的混響室，測(cè)試隔聲量應(yīng)有發(fā)生室、受聲室及兩室間至少10 m2的測(cè)試墻洞，測(cè)試設(shè)備是聲學(xué)測(cè)試系統(tǒng)且需要進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)合格。

2．3．2 機(jī)械強(qiáng)度或力學(xué)性能試驗(yàn)方法

參照GB/T15227—2007《建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法》，可進(jìn)行聲屏障抗風(fēng)壓性能測(cè)試，檢測(cè)裝置由壓力箱、供壓系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和試件安裝系統(tǒng)組成，最大加壓到4 kPa，但是需要強(qiáng)調(diào)安裝的規(guī)范與一致性。

2．3．3 抗疲勞性能試驗(yàn)方法

根據(jù)鐵路列車(chē)運(yùn)行頻次等情況需在疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行400萬(wàn)次的4 Hz的加載疲勞試驗(yàn)，載荷強(qiáng)度需根據(jù)列車(chē)運(yùn)行最大速度計(jì)算后給予明確，現(xiàn)依據(jù)高鐵運(yùn)行速度與每天運(yùn)行列車(chē)經(jīng)過(guò)頻次計(jì)算載荷強(qiáng)度約3．07 kN/m2。TB/T3122—2010未對(duì)抗疲勞性能試驗(yàn)的載荷強(qiáng)度進(jìn)行規(guī)定，試驗(yàn)難以統(tǒng)一與規(guī)范，需進(jìn)行修訂。

2．3．4 抗腐蝕性能試驗(yàn)方法

參照GB/T18226—2000《高速公路交通工程鋼構(gòu)件防腐技術(shù)條件》中規(guī)定，按照GB/T10125—1997《人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》，可在鹽霧試驗(yàn)箱中進(jìn)行200 h試驗(yàn)后基體鋼材不應(yīng)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，基體鋼材在切割邊緣出現(xiàn)的腐蝕不予考慮。

2．3．5 防火性能試驗(yàn)方法

參照GB8624—2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》進(jìn)行防火性能試驗(yàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述對(duì)鐵路聲屏障產(chǎn)品技術(shù)要求與試驗(yàn)方法的研究分析，為T(mén)B/T3122—2010《鐵路聲屏障聲學(xué)構(gòu)件技術(shù)條件要求及測(cè)試方法》修訂和鐵路聲屏障設(shè)計(jì)、采購(gòu)、驗(yàn)收與產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)提供了科學(xué)、規(guī)范的依據(jù)。

［1］ DS-800-01，鐵路沿線(xiàn)防噪聲建筑設(shè)備的規(guī)范［S］．

［2］ BS EN 1793-1～3—1998，道路交通噪音減低裝置 測(cè)定聲學(xué)性能試驗(yàn)方法(聲音吸收的內(nèi)在特性、空氣內(nèi)隔聲固有特性、標(biāo)準(zhǔn)化交通噪音頻譜)［S］．

［3］ BS EN 1794-1～2—2003，道路交通噪音減低裝置 非聲學(xué)性能(一般安全和環(huán)境要求、機(jī)械性能和穩(wěn)定性要求)［S］．