铁路声屏障产品标准修订的研究

贺冰喆

(中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081)

作为中国主要运输交通工具的铁路，近些年发展迅速，目前运营里程突破10万km，位居世界第二。随着铁路的建设和列车速度的不断提高，火车运行时产生的噪声对环境的影响越来越明显。国家标准GB3096—2008《声环境质量标准》中规定铁路干线两侧区域白天不超过70dB，晚上不超过60 dB;GB12525—1990《铁路边界噪声限值及其测量方法》环境保护部2008年38号公告规定新建铁路边界噪声昼间不超过70 dB和夜间不超过60 dB。但随着铁路运行速度的大幅度提高，运行噪声也随之增加，需要采取措施降低铁路沿线列车运行噪声对周围环境的影响以达到国家噪声标准的限值要求。目前采用的降噪措施主要是在铁路两侧设置声屏障。

声屏障作为降噪的环保产品，需要有产品标准为声屏障的产品设计、采购、使用、验收、检验等提供依据，同时也促进该产品标准化、规范化，达到规模化生产。本文对铁路声屏障产品主要技术参数与相应检测方法进行了研究分析，提出铁路现行TB/T3122—2010《铁路声屏障声学构件技术条件要求及测试方法》存在的问题与需要调整的内容，以便为铁路声屏障产品标准修订提供依据。

1 产品标准制定的内容

研究与编制产品标准主要内容包括:标准的应用范围、产品分类与命名、主要技术要求(参数)与相应的检测试验方法、出厂与型式检验项目与抽样规则、判定原则、包装、运输、贮存等，其中产品主要技术要求(参数)与相应的检测方法的研究与制定是产品标准的难点与重点，也是产品标准的核心内容，技术要求能分等级的还需要分等级，同时应考虑产品特点和使用要求以及健康、安全、生理、心理、环境保护等因素。

2 主要技术参数与检测方法

铁路声屏障是建于铁道线路两侧用以降低列车运行噪声对声环境产生影响的构筑物，其技术性能主要考虑以下几方面:(1)使用性能即降噪性能，(2)机械强度或力学性即安全稳定性能，(3)所用材料还需考虑其防火性能，(4)因在室外长期使用，所用材料还应考虑耐候抗老化性能，主要针对应用于沿海地带耐盐雾等性能。

2．1 国内外情况

目前德国有一些对用于降低交通噪声的声屏障相应的研究与标准资料，研究资料有DS800-01《铁路沿线防噪声建筑设备的规范》附录3［1］，标准有BS EN 1793-1～3—1998《道路交通噪声减低装置测定声学性能试验方法(声音吸收的内在特性、空气内隔声固有特性、标准化交通噪音频谱)》［2］，BS EN 1794-1 ～2—2003《道路交通噪声减低装置非声学性能(一般安全和环境要求、机械性能和稳定性要求)》［3］，主要研究与规定了声屏障的性能指标和检测方法。

我国公路与铁路均有对声屏障的研究报道，公路有JT/T646—2005《公路声屏障材料技术要求和检测方法》，铁路有 TB/T3122—2010《铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法》，铁路声屏障设计有铁道部经济规划研究院系列图纸。

2．2 主要技术参数的分析

2．2．1 声学性能

声屏障声学性能一般用计权隔声量和降噪系数2个指标来表示。

根据GB/T 3947—1996《声学名词术语》，降噪系数是在 250 Hz、500 Hz、1 000 Hz、2 000 Hz 测得的4个点吸声系数的算术平均值;计权隔声量是由1/3倍频程或倍频程隔声量计权后得出的隔声单值评价量。

铁道部铁计［2010］44号文《关于印发铁路建设项目环境影响评价噪声振动源强取值和治理原则指导意见(2010年修订稿)的通知》中对目前我国铁路噪声强度及频谱调查数据测试显示，距列车运行线路中心25 m，轨面以上3．5 m处铁路噪声频谱主要在250 Hz～4 000 Hz范围，噪声强度根据速度不同一般在85 dB(A)～95 dB(A)之间。

德国联邦铁路研究资料“铁路沿线防噪声建筑设备的规范”［1］按不同频率规定隔声量、吸声系数，见表1。

表1 隔声量、吸声系数的检验曲线最低值

TB/T3122—2010《铁路声屏障声学构件技术条件要求及测试方法》依据GB/T 3947—1996《声学名词术语》降噪系数术语规定了4点的平均值应用于列车运行速度200 km/h以下的铁路声屏障声学构件的降噪系数不应小于0．60，运行速度200 km/h及以上的铁路声屏障声学构件的降噪系数不应小于0．70，同时隔声量也是多个频率的均值。但4 000 Hz频率也是铁路实际噪声主要频段，目前测试的降噪系数没有真正反应铁路噪声降噪情况，而表1所示德国联邦铁路研究资料评价声屏障吸声与隔声性能用各个频率的吸声系数与隔声量衡量比较合理。为了确切反应铁路声屏障降低铁路实际噪声的情况，建议对TB/T3122—2010《铁路声屏障声学构件技术条件要求及测试方法》进行修订，按铁路主要噪声频率段规定吸声系数与隔声量。

2．2．2 机械强度或力学性能

声屏障机械强度或力学性能主要用抗风压性能表示，以保证声屏障的力学强度性能达到安全稳定。

铁路声屏障是安装在铁路两旁需长期经受高速(目前可达350 km/h)经过的列车对其施加的风压的影响，从目前实际测试的铁路两旁列车高速运行对声屏障产生的风压约1 kPa，同时考虑自然大风风压等与高速列车运行叠加的风压，参考国家建筑材料研究院对建筑墙体抗风压应能承受最恶劣4 kPa的风压要求，铁路声屏障可参照建筑材料抗风压要求给出在4 kPa风压下进行检验测试声屏障其最大弹性挠度不应超过LA/100(LA为声屏障构件最大自由长度，下同)，残余变形不应超过LA/500，同时声屏障不被破坏的要求。TB/T3122—2010《铁路声屏障声学构件技术条件要求及测试方法》抗风压性能要求与测试方法没有明确风压的强度，需进行修订完善。

2．2．3 抗疲劳性能

因声屏障应用在铁路两旁，需经受长年频繁经过的高速列车的振动与风压冲击，按铁道部经济规划研究院的声屏障有关标准要求时速350 km/h客运专线铁路路基、桥梁插板式金属声屏障中疲劳计算依据设计使用寿命25 a，运营CRH系列动车组为210对/d控制，要求一般地区声屏障单元板必须能够耐受不小于400万次的4 Hz的疲劳。

2．2．4 抗腐蚀性能

在自然界对不同材料产生腐蚀的因素不同，对于金属材料的声屏障，一般主要体现在盐雾对声屏障表面镀层和基体钢材腐蚀的影响，参照GB/T18226—2000《高速公路交通工程钢构件防腐技术条件》中要求规定经过盐雾试验后表面镀层无脱落、基体钢材不应出现腐蚀现象。

2．2．5 防火性能

GB8624—2012《建筑材料及制品燃烧性能分组》将燃烧等级分为A级不燃材料、B1级难燃材料、B2级可燃材料和B3易燃材料。

德国联邦铁路研究资料“铁路沿线防噪声建筑设备的规范”［1］中对声屏障材料防火要求用在隧道洞口附近约距洞口50 m长或距建筑物或易燃损物不足10 m时，声屏障所有部件采用A级不可燃材料，其他可使用B2级可燃材料。

因GB8624标准修订为2012版，与2006版变化较大，同时应增加特殊区域声屏障防火要求，故应对TB/T3122—2010防火性能进行修订，以达到与相应国家标准要求一致。

2．3 主要技术参数的试验方法

2．3．1 声学性能试验方法

参照GB/T19889．3—2005《声学 建筑和建筑构件隔声测量第3部分:建筑构件空气声隔声的实验室测量》和GB/T20247—2006《声学混响室吸声测量》两标准，可进行声屏障隔声性能与降噪系数测试，但在1/3倍频程至少测试18个中心频率的隔声量与降噪系数，再针对不同噪声源的频谱特性，重点评价其主要中心频率的降噪系数与隔声量。测试降噪系数需要有至少200 m2的混响室，测试隔声量应有发生室、受声室及两室间至少10 m2的测试墙洞，测试设备是声学测试系统且需要进行检定或校准合格。

2．3．2 机械强度或力学性能试验方法

参照GB/T15227—2007《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》，可进行声屏障抗风压性能测试，检测装置由压力箱、供压系统、测量系统和试件安装系统组成，最大加压到4 kPa，但是需要强调安装的规范与一致性。

2．3．3 抗疲劳性能试验方法

根据铁路列车运行频次等情况需在疲劳试验机上进行400万次的4 Hz的加载疲劳试验，载荷强度需根据列车运行最大速度计算后给予明确，现依据高铁运行速度与每天运行列车经过频次计算载荷强度约3．07 kN/m2。TB/T3122—2010未对抗疲劳性能试验的载荷强度进行规定，试验难以统一与规范，需进行修订。

2．3．4 抗腐蚀性能试验方法

参照GB/T18226—2000《高速公路交通工程钢构件防腐技术条件》中规定，按照GB/T10125—1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》，可在盐雾试验箱中进行200 h试验后基体钢材不应出现腐蚀现象，基体钢材在切割边缘出现的腐蚀不予考虑。

2．3．5 防火性能试验方法

参照GB8624—2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》进行防火性能试验。

3 结语

通过上述对铁路声屏障产品技术要求与试验方法的研究分析，为TB/T3122—2010《铁路声屏障声学构件技术条件要求及测试方法》修订和铁路声屏障设计、采购、验收与产品质量检验提供了科学、规范的依据。

［1］ DS-800-01，铁路沿线防噪声建筑设备的规范［S］．

［2］ BS EN 1793-1～3—1998，道路交通噪音减低装置 测定声学性能试验方法(声音吸收的内在特性、空气内隔声固有特性、标准化交通噪音频谱)［S］．

［3］ BS EN 1794-1～2—2003，道路交通噪音减低装置 非声学性能(一般安全和环境要求、机械性能和稳定性要求)［S］．