近日，京滬高速鐵路股份有限公司表示，今年底前京滬高鐵將推出“靜音車廂”，為旅客提供更加安靜舒適的旅行環(huán)境。

　　高鐵在車廂內(nèi)追求舒適的同時(shí)，對(duì)外界的聲控也不斷優(yōu)化。今年6月，位于京雄城際鐵路固霸特大橋區(qū)段的全封閉式聲屏障工程正式竣工，這也是國(guó)內(nèi)首個(gè)適用于時(shí)速350公里高鐵線路的全封閉聲屏障工程。

　　隨著鐵路五次大提速以及各大城市地鐵的崛起，軌道交通越來(lái)越成為國(guó)家交通運(yùn)輸?shù)闹饕问健５壍澜煌ㄏ到y(tǒng)不可避免地給城鄉(xiāng)環(huán)境帶來(lái)諸如噪聲、振動(dòng)、電磁輻射等問題，其中以列車行駛中的噪聲和振動(dòng)影響尤為突出。如何保證在高速條件下減少震動(dòng)帶來(lái)的各種破壞、降低噪聲等問題帶來(lái)的困擾，成為我國(guó)近年來(lái)發(fā)展軌道交通正在突破的重要課題。

　　京雄城際鐵路固霸特大橋區(qū)段全封閉式聲屏障工程

　　一般情況下，我們乘坐普通列車（和市內(nèi)地鐵）感覺噪音很大，其中主要的噪音來(lái)源是列車運(yùn)行輪對(duì)與鋼軌的摩擦噪音，以及列車風(fēng)管制動(dòng)聲音，車體與空氣的摩擦噪音，種種原因結(jié)合起來(lái)就造成了普通列車車廂隔音效果差問題。

　　現(xiàn)代高鐵正在克服這一難題。當(dāng)高鐵列車以350公里的時(shí)速通過大橋時(shí)，會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的氣流。輪軌摩擦、車體與空氣摩擦也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音。但高鐵車廂內(nèi)可以保持足夠的平穩(wěn)性和舒適性保證了乘客的旅行質(zhì)量。

　　能夠升級(jí)到這樣的車廂環(huán)境，新材料新工藝的應(yīng)用起到了關(guān)鍵作用，使得車廂的密封性與隔音性大大提高。當(dāng)然，還有高鐵車底的減震裝置減少了車廂噪音，高鐵的無(wú)砟軌道以及無(wú)縫鋼軌，相對(duì)于普通鐵路線路來(lái)說(shuō)大大減少車輛噪音。在高鐵舒適性升級(jí)進(jìn)程中，發(fā)泡材料作為新材料的典型代表，在減震降噪方面發(fā)揮著舉足輕重的示范效果，在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用仍在大力拓展中。

　　軌道交通減震降噪方式 資料來(lái)源：中國(guó)論文網(wǎng)

　　聚乙烯和聚氨酯復(fù)合發(fā)泡材料

　　墻體、頂棚、空調(diào)管道、裝飾性內(nèi)飾板

　　與傳統(tǒng)材料相比，具有減震、吸音、緩沖、阻燃、保溫隔熱等性能的復(fù)合型發(fā)泡材料（聚乙烯閉孔發(fā)泡板、聚氨酯發(fā)泡板等）作為夾層結(jié)構(gòu)應(yīng)用在車內(nèi)裝飾及設(shè)施如墻體、頂棚、空調(diào)管道、裝飾性內(nèi)飾板等中，在車廂內(nèi)降噪和提升車廂空間的舒適性具有不錯(cuò)的表現(xiàn)。

　　彈性聚氨酯（發(fā)泡）材料

　　無(wú)砟軌道、軌枕、道床

　　隨著速度不斷地提升，軌道交通對(duì)軌道、軌枕、道床等的要求也越來(lái)越高。具有良好的減震、隔音和緩沖性能的高分子發(fā)泡材料被用上場(chǎng)。

　　歐洲列車公司將彈性聚氨酯發(fā)泡材料填實(shí)到道床道碴碎石間的縫隙，能有效減少約40％的結(jié)構(gòu)噪音，根據(jù)城際快車、區(qū)際快車或貨運(yùn)列車等不同列車類型，空氣傳播噪音可降低1.5-3分貝。日本對(duì)百余種彈性材料的篩選認(rèn)為，用反應(yīng)注射成形法生產(chǎn)的低發(fā)泡聚氨酯材料最適合用作高速軌道材料。

　　兗石鐵路跨沂河大橋用玻璃纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚氨酯合成的復(fù)合橋枕

　　兗石鐵路跨沂河大橋上，首次采用玻璃纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚氨酯合成的復(fù)合橋枕，保證了列車的安全性，對(duì)減震降噪起到良好效果。這種新型橋枕由中國(guó)鐵道科學(xué)院研發(fā)，使用壽命長(zhǎng)達(dá)50年，相對(duì)傳統(tǒng)鐵路橋枕15-20年的壽命提高了近3倍。

　　彈性聚氨酯發(fā)泡材料作為高鐵無(wú)砟軌道彈性墊板夾層，對(duì)減震降噪明顯。由于高鐵的速度很快，周圍的氣流容易把石子帶起來(lái)，對(duì)列車和旅客的安全有直接威脅，所以高鐵都采用無(wú)砟軌道。而無(wú)砟軌道對(duì)彈性墊板的減振性能要求很高。高鐵軌道水泥枕、鐵軌和地基間的連接處均以聚氨酯彈性體填隙、密封。其中聚氨酯發(fā)泡材料層內(nèi)設(shè)有若干微孔氣泡，提高了緩沖效果，顯著降低了振動(dòng)和噪音對(duì)城市居民以及鐵路附近建筑的危害，提高了列車在高速運(yùn)行中的安全系數(shù)。

　　三聚氰胺發(fā)泡材料

　　車壁、車頂天花板、壓層內(nèi)裝飾

　　三聚氰胺發(fā)泡材料，是一種有高開孔率的三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的新型發(fā)泡塑料聚合物（密度為8-12kg/M3，開孔率高達(dá)95%以上），這使得聲波能方便有效地進(jìn)入發(fā)泡體的深層并轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)格的震動(dòng)能被消耗和吸收掉，且有效地消除反射波。

　　三聚氰胺發(fā)泡復(fù)合材料 圖源 ：Foam tech

　　三聚氰胺發(fā)泡材料不僅可以有效降低車廂內(nèi)的空調(diào)能耗，而且還可以大大降低車廂外部噪音。另外，車壁和車頂部位的重量的減輕使得車輛的重心下降，因而增加車輛在通過彎路時(shí)的安全性。在軌道車輛的車壁和車頂支撐方面以及壓層的裝飾性內(nèi)飾填充物方面有著廣闊的發(fā)展前景。

　　三聚氰胺海綿 圖源：恩沃德官網(wǎng)

　　三聚氰胺海綿是一種高開孔率高密度結(jié)構(gòu)的泡綿，在軌道交通車輛中有優(yōu)良的聲學(xué)性質(zhì)：消音降噪，在軌道車輛車壁和車頂支撐方面以及壓層的裝飾性內(nèi)飾填充物方面能發(fā)揮作用。南車北車均已開始使用具有良好吸音性、阻燃性及環(huán)保性的三聚氰胺海綿產(chǎn)品。

　　結(jié)構(gòu)性發(fā)泡芯材PET、PMI、PI

　　車廂底板、車頂、側(cè)板、車尾部

　　對(duì)于地鐵和火車來(lái)說(shuō)，頻繁的啟動(dòng)和停止消耗大量的能量，減少整體的重量可以有效地降低能源的損耗。軌道車的地板、天花板和側(cè)壁采用三明治結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料可以有效提升整體車身輕量化，有助于減輕氣流阻力，達(dá)到減震降噪效果。

　　PMI發(fā)泡芯材 圖源：美沃新材

　　PET、PMI、PI等結(jié)構(gòu)性發(fā)泡芯材，輕質(zhì)高強(qiáng)、性能穩(wěn)定、抗疲勞性強(qiáng)，在隔音方面也不錯(cuò)。光滑的表面和設(shè)計(jì)自由度對(duì)減少阻力很有幫助，意味著噪音輻射降低。通過與鋁、玻璃鋼、碳纖維等材料復(fù)合制成的三明治夾芯結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)用在車廂底板、車頂、側(cè)板、車尾部等部位夾層板材中，保證車體安全性能提高同時(shí)，意味著更高的速度。兼顧了降噪隔音、降低營(yíng)運(yùn)成本和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。

　　PET、PMI、PI等結(jié)構(gòu)發(fā)泡芯材的綜合性能在高鐵各項(xiàng)運(yùn)用需求上，也有著當(dāng)前其他材料難以比擬的實(shí)用價(jià)值。

　　圖源：中科恒泰

　　發(fā)泡鋁

　　U形梁腹板、隔音屏

　　吸聲內(nèi)襯、地板、車門夾心、

　　車廂內(nèi)襯、車廂間隔墻、電器柜、

　　隧道通風(fēng)口消聲器

　　市內(nèi)地鐵和城際高鐵帶來(lái)的噪音污染一直是城市管理的棘手問題。目前使用的玻璃和塑料效果均不理想，降噪效果較低。發(fā)泡鋁的出現(xiàn)可謂為管理者帶來(lái)了福音，大大降低了對(duì)周邊民居的噪聲污染。

　　發(fā)泡鋁被認(rèn)為是目前為止是最穩(wěn)定的、最環(huán)保的吸音材料，相較其它傳統(tǒng)的發(fā)泡吸音材料，發(fā)泡鋁具有更強(qiáng)的吸聲性能：良好的中低頻吸聲性能和自潔性能。發(fā)泡鋁的降噪性能大概是傳統(tǒng)玻璃塑料兩倍。最顯著的應(yīng)用就是各大城市城市軌道交通和高鐵（高架橋旁、高速公路）等路旁的U形梁腹板/隔音屏：內(nèi)側(cè)采用通孔型發(fā)泡鋁吸聲體，靠著距離噪聲源近的優(yōu)勢(shì)，更加有效地吸收車輛與鋼軌之間產(chǎn)生的噪聲。

　　鄭州地鐵發(fā)泡鋁U型梁吸聲板

　　發(fā)泡鋁還在軌道交通車體的吸聲內(nèi)襯、地板、車門夾心、車廂內(nèi)襯、車廂間隔墻、電器柜、隧道通風(fēng)口消聲器有良好的表現(xiàn)：

　　1、地鐵車站側(cè)壁和頂部吸聲板

　　厚度為10mm,背后設(shè)置20mm厚空腔,即使在地鐵車站的潮濕環(huán)境中仍然保持良好的吸聲降噪效果,比使用其它吸聲材料降噪效果提高一倍以上。

　　2、制作高速鐵路隔音屏

　　制作高速鐵路聲屏障,高度為2800mm,打孔發(fā)泡鋁型材吸聲板厚度為10mm,背后設(shè)置20mm厚空氣層,后板為鍍鋅鋼板.聲屏障的內(nèi)側(cè)為發(fā)泡鋁型材裸面,可以吸音,整體墻可以隔音,達(dá)到高效降噪效果.發(fā)泡鋁型材被雨水淋濕后,降噪功能不降低,發(fā)泡鋁型材吸能減震,在列車經(jīng)過震動(dòng)下,鉚釘不會(huì)松動(dòng),長(zhǎng)期安全.

　　3、制作普通列車地板

　　普通列車發(fā)泡鋁型材地板為1mm鋁型材板,15——20mm發(fā)泡鋁型材板,1mm鋁型材板夾心板組成,發(fā)泡鋁型材密度為0.5g/cm3左右,具有優(yōu)良的隔音,隔震功能；不燃燒,防火性能好；抗彎強(qiáng)度達(dá)到20Mpa左右,使用壽命長(zhǎng)達(dá)30年以上；重量輕,為木板重量的1/2左右.

　　4、制作高速列車地板

　　高速列車用發(fā)泡鋁型材地板用1mm鋁型材板,25——30mm發(fā)泡鋁型材板,1mm鋁型材板夾心板組成,發(fā)泡鋁型材密度為0.5g/cm3左右.隔音20分貝以上,震動(dòng)減少一個(gè)數(shù)量級(jí),防火,耐腐蝕,抗彎強(qiáng)度達(dá)到20Mpa左右,不塌陷,使用壽命長(zhǎng)達(dá)30年以上.

　　5、制作列車車門夾心

　　采用發(fā)泡鋁型材板作車門夾心材料,具有優(yōu)良的隔音,隔震,隔熱功能,承受力的載荷時(shí),各向同性.

　　6、制作車廂內(nèi)襯

　　地鐵車廂采用20mm厚發(fā)泡鋁型材內(nèi)襯,可以降低噪聲20分貝以上.大線列車,高速列車,城鐵列車的車廂側(cè)襯采用20mm發(fā)泡鋁型材板,20mm聚氨脂發(fā)泡復(fù)合板,具有優(yōu)良的隔熱和隔音雙重能力.

　　7、制作客車廂間隔墻

　　采用發(fā)泡鋁型材板制作客車間隔墻,隔音隔振功能好,各方向強(qiáng)度一致,強(qiáng)度好,不產(chǎn)生鳥鳴聲音.

　　8、制作電器柜

　　用發(fā)泡鋁型材夾芯板（0.5mm鋁型材板,5——10mm發(fā)泡鋁型材板,0.5mm鋁型材板）制作發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)/變頻器,中央空調(diào)等產(chǎn)生噪音和電磁波設(shè)備的電器柜,可以降低噪聲20分貝以上,屏蔽電磁波90分貝以上

　　9、制作地鐵隧道通風(fēng)口消聲器

　　用發(fā)泡鋁型材吸聲板制成吸聲柵,可以有效降低隧道通風(fēng)口的噪聲

　　陶瓷發(fā)泡水泥

　　鐵路沿線隔聲屏障

　　火車的高速運(yùn)行會(huì)在夾層產(chǎn)生高風(fēng)壓和高頻金屬燥聲，兩者在折返過程中會(huì)發(fā)生能量聚集，使溫度升高，并產(chǎn)生破壞性的“聲爆”，為避免對(duì)道路兩邊的建筑及居民造成危害，因此在鐵路兩邊應(yīng)設(shè)立隔聲屏障。

　　目前，利用發(fā)泡陶瓷水泥作為鐵路隔聲帶屏障具有顯著效果。該材料是特殊無(wú)機(jī)材料陶瓷發(fā)泡混合改性水泥，具有低密度開發(fā)泡層和高密度閉孔發(fā)泡層結(jié)構(gòu)，具有良好的吸音效果，可有效降低噪聲污染，改善居住高鐵附近環(huán)境。發(fā)泡陶瓷水泥同時(shí)兼具耐火、隔熱、絕熱、吸聲、隔聲、高強(qiáng)等多種特點(diǎn)。

　　發(fā)泡陶瓷水泥目前被成功運(yùn)用于我國(guó)武廣、魯南高速鐵路隔聲帶中。今后幾年在高鐵建設(shè)上有巨大前景。