尹 皓,吕冬梅
(中国铁道科学研究院集团有限公司 节能环保劳卫研究所,北京100081)
《铁路声屏障声学构件技术要求和测试方法》(TB/T 3122—2010)对铁路声屏障声学构件的声学、抗风压、抗冲击、防火、防腐蚀、抗疲劳性能要求及测试方法,以及外观、使用寿命和有机合成透明板声学构件的技术性能要求及测试方法等做出了规定,适用于铁路声屏障声学构件的设计、制造及产品检验[1],发布十余年来对铁路噪声控制发挥了非常重要的指导作用。
随着近年来我国高速铁路的发展,现场试验和应用实践表明,有必要对《铁路声屏障声学构件技术要求和测试方法》(TB/T 3122—2010)相关技术指标进行修订完善。2019年,国家铁路局发布了《铁路声屏障声学构件》(TB/T 3122—2019),并于2019年10月1日正式实施。本次修订,为了突出产品标准属性,标准名称由《铁路声屏障声学构件技术要求和测试方法》修改为《铁路声屏障声学构件》,主要对铁路声屏障声学性能要求、防火性能、防腐性能要求及相关检验方法进行了修订;增加了声屏障声学构件的防水性能和有机合成透明板声学构件的性能保留率要求与检测方法[1-2]。以下将详细介绍《铁路声屏障声学构件》(TB/T 3122—2019)修订内容。
2.1.1 主要修改内容
(1)原标准中的5.1.1条款、5.2.1条款并入标准条款4.1,并增加了吸声系数和隔声量2个表征量。
(2)调整了原标准中铁路声屏障声学构件的降噪系数要求。
(3)按分频方式给出了声学构件的吸声、隔声性能要求。
2.1.2 分频吸声系数、隔声量的确定
2.1.2.1 吸声性能更好适应铁路声源特性
测试分析研究结果表明[3-5]:①对于时速350 km高速铁路,桥梁区段噪声峰值一般出现在低频段(f=31.5~80 Hz);路基区段噪声频谱呈宽频特性,在低频段(f=31.5~80 Hz)和中高频段(f=500~2 000 Hz)声能量均较为集中,与桥梁区段相比,路基区段声能量随频率的增加衰减较为平缓;总体来看,峰值频率主要集中在500~6 300 Hz频率范围内;②对于时速250 km高速铁路,列车运行辐射噪声频谱呈宽频特性,峰值一般出现在低频段(f=31.5~125 Hz),以轮轨噪声源为主。
既有声屏障降噪效果表明,声屏障对500 Hz以上的中高频噪声具有较好的降噪效果,但对250 Hz以下的中低频噪声效果不明显[4-6]。因此,有必要对声屏障中低频吸声、隔声性能提出技术规定和要求。
2.1.2.2 经济可行性
在分频吸声系数、隔声量技术要求初步确定后,采用铁路声屏障声学构件吸声、隔声性能多年的测试结果进行了达标统计分析。分析结果表明:声学构件中的绝大部分都能满足《铁路声屏障声学构件》(TB/T 3122—2019)中计权隔声量、降噪系数及不同频率下的隔声量要求;金属材料声屏障声学构件有88%能达到分频吸声系数要求;非金属材料声屏障声学构件有61%能达到分频吸声系数要求。可以看出,《铁路声屏障声学构件》(TB/T 3122—2019)中增加铁路声屏障声学构件分频吸声、隔声技术要求,有利于促进声屏障的改进和发展,又不因技术要求过高而造成铁路声屏障采购成本的加大,增加建设投资。
2.1.3 标准条款内容
标准条款4.1声学性能修改为:声屏障声学构件的吸声性能以其朝向声源一侧的降噪系数和吸声系数来表征。声屏障声学构件的隔声性能以计权隔声量和隔声量来表征。应符合:①声屏障声学构件的计权隔声量不应小于30 dB;②具有吸声性能的声屏障声学构件,还要符合降噪系数的要求,声屏障声学构件的降噪系数不应小于0.70;③同时还应满足表1要求。
表1 声屏障声学构件声学性能要求
根据《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB 8624—2012)[7]中的相关规定,对防火性能技术要求条款进行了修改。
防火性能条款修改为:有机合成透明板的声学构件应满足GB 8624中B2级及以上要求。
根据标准实施情况及检测情况,金属声屏障声学构件的防腐蚀性能以耐盐雾性或涂层附着力来表示较为合适,据此对金属声屏障声学构件的防腐性能要求和试验检测方法进行了修订。
防腐性能条款修改为:声屏障声学构件中的金属材料防腐蚀性能以耐盐雾性或涂层附着力来表示,耐盐雾性和涂层附着力应符合《建筑幕墙用铝塑复合板》(GB/T 17748—2016)[8]中的规定,耐盐雾性等级小于或等于1级,涂层附着力为0级。
铁路声屏障工作在野外自然环境,受风雨侵蚀,吸声材料易产生吸水现象,引起结构塌陷,失去声学功能。因此,本次修订时,增加了声学构件的防水性能要求与试验方法,以检验防水设计和制造的功能完整性,保障声屏障的功能寿命。目前,针对建材的岩棉、玻璃棉的防水性能有质量吸湿率、憎水率、吸水率、含水率等,本次修订选择憎水率作为防水性能指标。
增加4.7防水性能条款:声屏障声学构件的防水性能以吸声材料的憎水率来表示,有限值标准憎水率大于或等于98%。
根据不同声屏障材料,分别给出了外观技术要求。
外观条款修改为:声屏障声学构件表面颜色可根据采购方要求进行选择。金属声屏障声学构件涂层或镀层应细致均匀、表面平滑,无目测皱皮、漏镀、气泡、色差,且不应毛刺等缺陷;非金属声屏障声学构件表面无破损。
根据标准实施情况及检测情况,增加了有机合成透明板声学构件的耐候性能要求与试验方法。在《铁路声屏障声学构件技术要求和测试方法》(TB/T 3122—2005)[9]有关有机合成材料制成的声屏障声学构件的耐候性能要求与试验方法的基础上,将人工模拟的速变气候条件的时间由10 000 h修改为1 000 h,各项耐候性能的保留率由“不应小于85%”修改为“不应小于95%”。具体内容如表2所示(同标准表2)。
表2 有机合成透明板技术要求
(1)根据标准实施情况及检测情况,删除了原标准条款5.3.1。
(2)原标准条款“5.5防火性能”修改为:按GB/T 8626、GB/T 20284、GB/T 14402和GB/T 5464中相应的试验方法进行测试。
(3)为了标准条款表述的一致性,将原标准条款“5.6耐盐雾性能测试方法”修改为“5.6防腐蚀性能”。
(4)增加了标准条款“5.8防水性能”:按GB/T 10299的试验方法进行测试。
(5)增加了标准条款5.10.2:性能保留率按GB/T 16422.1和GB/T 16422.2的试验方法进行测试。
为了突出产品标准属性,增加了标准条款“6检验规则”,主要包括出厂检验和型式检验。
(1)出厂检验。产品出厂应进行出厂检验,并附有出厂检验合格证。出厂检验仅检查外观。
(2)型式检验。型式检验的项目包括声学性能、防火性能要求、防腐蚀性能要求等检验项目及方法(参见标准表3,本文略)。规定了出现以下情况应对产品进行型式检验:①新产品投产鉴定;②产品的材料与工艺有重大改变,可能影响产品性能时;③转场生产;④连续生产3年或产品停产1年以上再恢复生产。
综合上述标准修订内容可以看出,与《铁路声屏障声学构件技术要求和测试方法》(TB/T 3122—2010)相对照,《铁路声屏障声学构件》(TB/T 3122—2019)主要修改了声学性能要求,为使声屏障声学构件的吸声性能更好地适应铁路声源特性,按分频方式提出声学构件的吸声、隔声性能要求;修改了防火性能、防腐性能要求与检验方法;增加了声屏障声学构件的防水性能和有机合成透明板声学构件的性能保留率要求与检测方法。