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降低交通噪音对人们日常生活的影响,已成为当今高速公路规划与建设的重要内容,我国已建和在建的高速公路均开始使用声屏障作为降低交通噪音的手段,但目前的声屏障使用的交通降噪材料存在原材料不环保、制作成本高、耐久性差等缺点。本文依托湖北省交通厅科技攻关项目“新型环保高效水泥基道路声屏障研究与应用”,通过对声屏障降噪原理研究,提出利用废弃物淤污泥烧制的轻集料开发一种耐久性好、强度高、价格低廉,并且在交通噪音集中的800-1200Hz频率范围内具有较好吸声性能的声屏障降噪材料设计思路。根据声波在细管中传播的原理,结合集料紧密堆积的结构特点,建立“声波吸收峰值频率——淤污泥集料粒径”之间的关系模型。该模型为多孔降噪材料的集料粒径选择提供了依据。试验表明:公路交通噪音集中的频率800-1200Hz,对应的集料粒径范围1.18-2.36mm,以这种级配集料成型的多孔降噪材料在800-1200Hz平均吸声系数达到0.77,吸声系数峰值0.94出现在1000Hz附近。通过淤污泥轻质集料制备的声屏障降噪材料与目前主要使用的膨胀珍珠岩制备的水泥基吸声材料的吸声性能、强度和耐久性能对比分析,淤污泥轻质集料制备的声屏障降噪材料综合功能优异。在降噪材料优化设计制备过程中,分析了影响淤污泥轻质集料制备声屏障降噪材料吸声性能的因素,探讨了配合比(水胶比和级配)、材料厚度、梯度结构设计和背后空腔对降噪材料的吸声性能影响规律,并结合降噪材料相应的使用性能,提出了较为合理的淤污泥轻质集料制备声屏障降噪材料的设计方法:水胶比0.3,厚度4cm,降噪材料降噪系数最高可达0.5以上,在800-1200Hz平均吸声系数最高可达0.8以上。利用淤污泥集料制备的新型环保高速公路声屏障降噪材料,为杭瑞高速公路建设提供了支持,具有重要的社会意义和经济价值。