(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
降噪轮胎(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202122528666.2
(22)申请日 2021.10.20
(73)专利权人 北京交通大学
地址 100000 北京市海淀区西直门外上园
村3号
(72)发明人 秦晓春　倪安辰　陈正昊　
(74)专利代理机构 北京易捷胜知识产权代理事
务所(普通合伙) 11613
代理人 蔡晓敏
(51)Int.Cl.
E01F  8/00(2006.01)
G09F  9/00(2006.01)
(54)实用新型名称一种带信息展示的宽频多带高速公路声子晶体声屏障(57)摘要本实用新型涉及一种带信息展示的宽频多带高速公路声子晶体声屏障，包括：固定底座、显示基板组件、连接系梁、沙漏型散射体和岩棉介质；固定底座上设有卡槽；卡槽与沙漏型散射体的底部匹配；沙漏型散射体能够借助于卡槽卡在固定底座上，并通过螺丝固定于固定底座上；连接系梁固定设置在沙漏型散射体的中部，用以固定沙漏型散射体；显示基板组件固定设置在所述连接系梁上；显示基板组件包括：框架、多块显示模组和电源单元；框架固定设置在连接系梁上；多块显示模组拼合构成能够覆盖框架的显示屏用以展示交通信息或广告信息。本实用新型提供的声屏障能够实现最大程度地对高速公路噪声频段160‑
2500Hz的噪声进行控制和信息展示。权利要求书2页  说明书6页  附图6页CN 216074826 U 2022.03.18
C N  216074826
U
1.一种带信息展示的宽频多带高速公路声子晶体声屏障，其特征在于，包括：固定底座、显示基板组件、连接系梁、沙漏型散射体和岩棉介质；
所述固定底座上设有卡槽；
所述卡槽与所述沙漏型散射体的底部匹配；
所述沙漏型散射体能够借助于所述卡槽卡在所述固定底座上，并通过螺丝固定与所述固定底座上；
所述连接系梁固定设置在所述沙漏型散射体的中部，用以固定所述沙漏型散射体；
所述显示基板组件固定设置在所述连接系梁上；
其中，所述显示基板组件包括：框架、多块显示模组和电源单元；
所述框架固定设置在所述连接系梁上；
所述多块显示模组拼合构成能够覆盖所述框架的显示屏，并固定设置在所述框架上，用以展示交通信息或广告信息；
所述电源单元设置在所述框架上并与所述显示屏供电连接；
所述岩棉介质填充于沙漏型散射体中，加强声屏障降噪效果。
2.根据权利要求1所述的声屏障，其特征在于，
所述显示基板组件还包括控制单元；
所述控制单元分别与所述显示屏和所述电源单元连接；
所述控制单元还与远程信息展示服务器连接。
3.根据权利要求2所述的声屏障，其特征在于，
所述控制单元包括：存储器、控制芯片和无线数据收发装置；
所述控制芯片分别与所述存储器和所述无线数据收发装置连接；
所述控制芯片还分别与所述显示屏和所述电源单元连接；
所述控制芯片能够借助于所述无线数据收发装置与远程信息展示服务器连接。
4.根据权利要求2所述的声屏障，其特征在于，
所述电源单元包括：蓄电池、电源控制芯片和外接电源线；
所述电源控制芯片分别与所述蓄电池和所述外接电源线连接；
所述电源控制芯片还分别与所述显示屏和所述控制芯片连接。
5.根据权利要求4所述的声屏障，其特征在于，
所述框架的材质为亚克力；
所述固定底座和所述连接系梁的材质均为金属；
所述沙漏型散射体采用高度相同的玻璃钢立柱，呈正方形晶格布置。
6.根据权利要求5所述的声屏障，其特征在于，
所述沙漏型散射体的横截面为矩形；
所述沙漏型散射体的共振吸声腔为沙漏型；
所述沙漏型散射体内部为空心结构。
7.根据权利要求5所述的声屏障，其特征在于，
所述沙漏型散射体的共振吸声腔的开口垂直于道路方向布置。
8.根据权利要求7所述的声屏障，其特征在于，
所述沙漏型散射体的多个沙漏型散射体均按照正方形晶格进行布置；
所述沙漏型散射体的壁厚为2～3.2mm；
其中，晶格常数为a，即相邻沙漏型散射体的沙漏型散射体的水平与垂直中心间距均为a＝0.17m。
9.根据权利要求1所述的声屏障，其特征在于，
所述沙漏型散射体的多个沙漏型散射体采用3排布置；
所述的岩棉介质，其容重为32kg/m3，流阻率为23000Pa·s/m2，使用热固性树脂作为粘结剂。
10.根据权利要求7所述的声屏障，其特征在于，所述沙漏型散射体的长度为道路噪音波长的四分之一长。
一种带信息展示的宽频多带高速公路声子晶体声屏障
技术领域
[0001]本实用新型属于公路交通噪声控制技术领域，尤其涉及一种带信息展示的宽频多带高速公路声子晶体声屏障。
背景技术
[0002]高速公路在给人民众带来巨大便利的同时也给公路沿线的居民带来了严重的噪声污染，我国80％左右的交通干线两侧环境噪声昼间超过70dB(A)，夜间超过55dB(A)。目前，全国交通噪声超标路段达到60％以上，受交通噪声污染的面积已超过30％。在噪声超标区公路周围的土地价值都会有所降低，资料表明交通噪声每升高1dB，则土地的价格就会下降0.08～1.26％。日益严重的公路噪声污染问题已经成为公路建设中不可忽视的环境问题。
[0003]控制公路交通噪声最直接有效的措施是控制车辆本身噪声，但这与汽车工业的发展水平相关，每降低1dB，就需要巨大投资和长期的研究，因此从声源上降低噪声比较困难。目前从传播途径上控制噪声的传播是降低公路噪声的主要手段，主要包括：建造声屏障和设置隔声窗等，其中最有效的措施就是建立声屏障。声屏障是在声源与接受点之间的、由密实材料制成的声学屏障。其作用是阻止直达声的传播，隔离透射声，并且使噪声在传播过程中有明显的附加衰减，一般可降噪5～15dB。现行的公路声屏障设计等效噪声频率为500Hz，但是高速公路的噪声来源主要可以分为两类：一是汽车动力系统运作产生的噪声，二是车辆轮胎与路面作用而产生的噪声。其中车型、车速、路面构造是影响高速公路噪声大小与频率的三个最主要的因素。以往研究表明，车型比的不同会影响各个频率噪声所占的比例，小中型车辆的增加会增大噪声频谱中的中高频成分，而大型车的增加则会对低频成分有所增益。而对于车速来说，当车速小于50km/h时，汽车动力系统的噪声占主导地位，车速大于50km/h时，则是轮胎‑路面噪声起主导作用，车速增加时，轮胎噪声所占的比例也会逐渐增加。不同的路面材质对噪声的大小、频率影响也很大，在轮胎‑路面噪声方面，水泥混凝土路面产生的噪声平均为76‑79dB，沥青路面的噪声平均为73‑76dB，因此不同类型的路段具有不同的噪声频率，不能一概而论，以往对于声屏障的设计标准不够精细。
[0004]传统的声屏障种类繁多，工程中经常采用的有各种金属板、复合板材、石膏板及木板等，它们多属于均匀介质结构，其隔声量都遵循质量密度定理，即材料的隔声性能与面密度有关，面密度增加
一倍隔声量将会增大6分贝。因此要获得较好的隔声效果就必须要增加隔声材料的密度。然而增加隔声材料密度会带来材料成本以及施工难度的增大，这就限制了传统隔声材料的应用范围。
[0005]为在噪声传播途径上对噪声进行更高效降噪，在企业层面已有多家企业开始采用新的吸声材料和技术，如泡沫铝、微粒吸声材料和制造技术来开发新产品并以此作为卖点抢占噪音污染治理声屏障市场份额。但因新型材料费用造价昂贵，使用中也存在不同程度的困难，因此尚未广泛使用
[0006]然而，近年来随着传统声屏障的大量运用，其存在的问题也逐渐凸显出来。第一，
现有的声屏障降噪缺乏针对性，由于不同道路噪声产生的主导因素不同，其主要噪声频段也不尽相同，现有的声屏障没有对此进行针对性的降噪设置。第二，由于汽车在行驶过程中车身周围的脉动风压以及道路两侧自然环境的风荷载作用，声屏障的使用寿命明显减少。第三，道路两侧连续的高大声屏障会对车辆驾驶者以及乘客造成压迫感，影响光线，不利于行车安全以及乘车舒适，而且从美学的角度看，也不利于与沿线的交通景观相融合。[0007]声子晶体是具在弹性波带隙特征的周期性复合结构，它的基本特征是，带隙频率范围内的弹性波在声子晶体中传播时会被抑制。因此，声子晶体常被用于特定频率范围内的降噪。
[0008]声子晶体声屏障克服了传统声屏障的三大缺陷，可以根据道路过往车辆具体情况得出主要交通噪声特征频谱，以此进行带隙设计，对降噪更具有针对性；声子晶体声屏障的散射体并不是紧密相连，
中间的空隙可以减少受风面积，延长使用寿命，并且透光有利于驾驶者的视觉以及乘客的乘车体验；声子晶体声屏障外观设计灵活多变，具有较高的艺术设计潜力，可以与沿线交通景观交融。同时，本实用新型中所述的声子晶体声屏障相较于已有声屏障在低频噪声频段内具有一定的降噪效果。
实用新型内容
[0009](一)要解决的技术问题
[0010]针对现有存在的技术问题，本实用新型提供一种带信息展示的宽频多带高速公路声子晶体声屏障，不仅能够实现最大程度地对高速公路噪声频段160‑2500Hz的噪声进行控制，尤其是对主要噪声频段800‑1250Hz的交通噪声进行显著降低，可以降低受声点处的声压级，使声屏障的降噪效果更有效、更具有针对性，而且还能够实现信息展示，提升了公路两边的美观性，增加了经济效益。
[0011](二)技术方案
[0012]为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
[0013]一种带信息展示的宽频多带高速公路声子晶体声屏障，包括：固定底座、显示基板组件、连接系梁、沙漏型散射体和岩棉介质；
[0014]所述固定底座上设有卡槽；
[0015]所述卡槽与所述沙漏型散射体的底部匹配；
[0016]所述沙漏型散射体能够借助于所述卡槽卡在所述固定底座上，并通过螺丝固定于所述固定底座上；
[0017]所述连接系梁固定设置在所述沙漏型散射体的中部，用以固定所述沙漏型散射体；
[0018]所述显示基板组件固定设置在所述连接系梁上；
[0019]其中，所述显示基板组件包括：框架、多块显示模组和电源单元；
[0020]所述框架固定设置在所述连接系梁上；
[0021]所述多块显示模组拼合构成能够覆盖所述框架的显示屏，并固定设置在所述框架上，用以展示交通信息或广告信息；
[0022]所述电源单元设置在所述框架上并与所述显示屏供电连接；
[0023]所述岩棉介质填充于沙漏型散射体中，加强声屏障降噪效果。