公路建设的高速发展,促进了社会的发展与繁荣,但交通噪声所引发的社会问题也同趋严重。由于用于吸声降噪的材料要求同时具有良好的吸声性能、耐久性以及环保性,使得许多吸声原材料不能被广泛应用。 为实现我国公路交通网络稳步、健康、可持续发展,完善公路交通环境治理,解决公路噪声污染。通过对各类吸声原材料与吸声结构的吸声机理分析,选择阻燃性能良好、具有较好吸声性能的膨胀珍珠岩体系或聚氨酯体系作为吸声材料体系;探索各种吸声材料的制备工艺与最佳材料组成。应用空腔共振、薄板共振、吸声尖劈等多种吸声结构及其作用机理,对多孔性吸声材料进行处理和加工;探索材料显微结构、宏观结构及声学结构对材料吸声性能的综合影响。 材料制备中,采用低碱水泥作为膨胀珍珠岩基体的粘结剂,利用其低碱、早强、初期水化热放热速率大等特点,来提高材料的耐久性、加快模具周转以及产生发气剂发挥作用的条件。采用聚丙烯纤维增加制品的抗折、抗压强度。利用发气技术形成多孔吸声材料所需要的孔形及合理性的显微结构。通过对水灰比、珍珠岩含量、发气剂以及振动时间等因素的控制与协调,使材料内部形成具有相互连通、分布均匀的微细孔,以期提高多孔性吸声材料的吸声性能。 通过配比合理、性能适当的粘结剂浆体,利用真空注入技术,实现粘结剂浆体对聚氨酯基体的包覆与固化,得到性能较好的聚氨酯吸声材料。采用驻波管法测试了材料的吸声性能,结果表明,珍珠岩系列吸声材料的平均吸声系数为0.55,降噪系数为0.51;聚氨酯系列吸声材料的平均吸声系数为0.64,降噪系数为0.63。模拟使用条件,考察了材料厚度和背后空腔对吸声性能的影响,综合考虑使用的经济性与现实性,确定了材料厚度和背后空腔的大小分别为8cm和5cm。