国内外轨道交通声屏障研究进展

    随着我国轨道交通的快速发展，使得更多轨道布设在人口密集的地区等环境敏感区域，因此轨道交通带来的噪声污染日益明显。目前，对于轨道交通的噪声治理方式主要以声屏障为主。此类型的治理方式是否取得良好效果，以下对目前的轨道交通声屏障的研究进展进行概述分析。

    1 轨道交通噪声特性

    1.1 轨道交通噪声源

    轨道交通主要由固定的轨道以及运动于其上的输送系统组成，因此轨道交通的噪声主要包括输送系统内设备的噪声以及输送系统和轨道摩擦等发出的声音，此外，对于高速铁路，空气动力的噪声也不能忽略。轨道交通的噪声源汇总见图 1[1]。

    1.2 轨道交通噪声声压级特性

    研究分析[2-5]表明，当列车运行速度小于 35 km/h 时，牵引噪声占主导；运行速度大于 250 km/h 时，气动噪声占主导；运行速度为 35~250 km/h 时，轮轨噪声占主导。在平坦道路上，车速为80 km/h 时，距离轨道 10 m 处的噪声为 80~90 dB(A)；当车速为160 km/h 时，噪声为 93~95 dB(A)；当车速达到 220 km/h 时，空气动力噪声较为明显，此时测定数据为 94.0~97.2 dB(A)。

    轨道交通车速的不同噪声所产生的位置也有所不同。当列车车速较低，噪声以牵引噪声和轮轨噪声为主时，主要声源位于轨面 2 m 以下位置；当列车高速运行时，主要以空气动力噪声为主，主要声源位于轨面 2 m 以上[6]。

    需要指出的是，列车经过不同的线路形式时其声压级也随之不同。有研究指出[7]，当列车经过高架桥时，噪声会增加 2~10dB(A)。而另外有研究[4]则通过预测和实测对比分析，认为列车经过桥梁段所产生的噪声值低于一般路基段以及路桥过度段。因此轨道交通不同路段的噪声特性还有待研究验证。

    1.3 轨道交通噪声的频谱特性

    不同车速列车噪声频谱不同[8]，见图 2。当列车速度为 38 km/h时，噪声频谱图为单峰，以低频噪声为主；列车速度为 58 km/h时，频谱图为双峰，低频噪声退居次要地位；列车速度为 96 km/h时，频谱图为双峰，中频噪声更强、频带更宽，低频噪声也不容忽视。因此，轨道交通噪声频谱随着车速的提高由低频向中高频转移，且声压级会增加，频带增宽；当车速进一步提高，低频声级呈回升趋势，高速铁路的噪声主要集中在 100 Hz 以下低频段和630~1600 Hz 中高频段。

    2 轨道交通声屏障结构设计

    根据《铁路声屏障声学构件技术要求及测试办法》(TB/T3122-2010)标准要求，应用于车速低于 200 km/h 以下声屏障降噪系数不少于 0.60；应用于车速 200 km/h 及以上的声屏障的降噪系数不小于 0.70。随着轨道交通车速的提高，对声屏障的声学性能要求也逐渐提高，国内外均有对轨道交通声屏障的结构设计、声屏障的材料等多方面研究，使声屏障能满足日益发展的轨道交通的降噪要求。