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，對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，這也是國內(nèi)首個適用于時速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，軌道交通越來越成為國家交通運輸?shù)闹饕问健５壍澜煌ㄏ到y(tǒng)不可避免地給城鄉(xiāng)環(huán)境帶來諸如噪聲、振動、電磁輻射等問題，其中以列車行駛中的噪聲和振動影響尤為突出。如何保證在高速條件下減少震動帶來的各種破壞、降低噪聲等問題帶來的困擾，成為我國近年來發(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，其中主要的噪音來源是列車運行輪對與鋼軌的摩擦噪音，以及列車風管制動聲音，車體與空氣的摩擦噪音，種種原因結合起來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。當高鐵列車以350公里的時速通過大橋時，會產(chǎn)生極強的氣流。輪軌摩擦、車體與空氣摩擦也會產(chǎn)生強烈的噪音。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量。

　　能夠升級到這樣的車廂環(huán)境，新材料新工藝的應用起到了關鍵作用，使得車廂的密封性與隔音性大大提高。當然，還有高鐵車底的減震裝置減少了車廂噪音，高鐵的無砟軌道以及無縫鋼軌，相對于普通鐵路線路來說大大減少車輛噪音。在高鐵舒適性升級進程中，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，在軌道交通領域的應用仍在大力拓展中。

　　軌道交通減震降噪方式 資料來源：中國論文網(wǎng)

　　聚乙烯和聚氨酯復合發(fā)泡材料

　　墻體、頂棚、空調管道、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）作為夾層結構應用在車內(nèi)裝飾及設施如墻體、頂棚、空調管道、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的表現(xiàn)。

　　彈性聚氨酯（發(fā)泡）材料

　　無砟軌道、軌枕、道床

　　隨著速度不斷地提升，軌道交通對軌道、軌枕、道床等的要求也越來越高。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。

　　歐洲列車公司將彈性聚氨酯發(fā)泡材料填實到道床道碴碎石間的縫隙，能有效減少約40％的結構噪音，根據(jù)城際快車、區(qū)際快車或貨運列車等不同列車類型，空氣傳播噪音可降低1.5-3分貝。日本對百余種彈性材料的篩選認為，用反應注射成形法生產(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發(fā)泡聚氨酯合成的復合橋枕

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

　　彈性聚氨酯發(fā)泡材料作為高鐵無砟軌道彈性墊板夾層，對減震降噪明顯。由于高鐵的速度很快，周圍的氣流容易把石子帶起來，對列車和旅客的安全有直接威脅，所以高鐵都采用無砟軌道。而無砟軌道對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)設有若干微孔氣泡，提高了緩沖效果，顯著降低了振動和噪音對城市居民以及鐵路附近建筑的危害，提高了列車在高速運行中的安全系數(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)格結構的新型發(fā)泡塑料聚合物（密度為8-12kg/M3，開孔率高達95%以上），這使得聲波能方便有效地進入發(fā)泡體的深層并轉變?yōu)榫W(wǎng)格的震動能被消耗和吸收掉，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構的泡綿，在軌道交通車輛中有優(yōu)良的聲學性質：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。

　　結構性發(fā)泡芯材PET、PMI、PI

　　車廂底板、車頂、側板、車尾部

　　對于地鐵和火車來說，頻繁的啟動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、天花板和側壁采用三明治結構的復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，達到減震降噪效果。

　　PMI發(fā)泡芯材 圖源：美沃新材

　　PET、PMI、PI等結構性發(fā)泡芯材，輕質高強、性能穩(wěn)定、抗疲勞性強，在隔音方面也不錯。光滑的表面和設計自由度對減少阻力很有幫助，意味著噪音輻射降低。通過與鋁、玻璃鋼、碳纖維等材料復合制成的三明治夾芯結構材料，應用在車廂底板、車頂、側板、車尾部等部位夾層板材中，保證車體安全性能提高同時，意味著更高的速度。兼顧了降噪隔音、降低營運成本和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢。

　　PET、PMI、PI等結構發(fā)泡芯材的綜合性能在高鐵各項運用需求上，也有著當前其他材料難以比擬的實用價值。

　　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、

　　隧道通風口消聲器

　　市內(nèi)地鐵和城際高鐵帶來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)可謂為管理者帶來了福音，大大降低了對周邊民居的噪聲污染。

　　發(fā)泡鋁被認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)側采用通孔型發(fā)泡鋁吸聲體，靠著距離噪聲源近的優(yōu)勢，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、隧道通風口消聲器有良好的表現(xiàn)：

　　1、地鐵車站側壁和頂部吸聲板

　　厚度為10mm,背后設置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,背后設置20mm厚空氣層,后板為鍍鋅鋼板.聲屏障的內(nèi)側為發(fā)泡鋁型材裸面,可以吸音,整體墻可以隔音,達到高效降噪效果.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)過震動下,鉚釘不會松動,長期安全.

　　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；抗彎強度達到20Mpa左右,使用壽命長達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,震動減少一個數(shù)量級,防火,耐腐蝕,抗彎強度達到20Mpa左右,不塌陷,使用壽命長達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,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,城鐵列車的車廂側襯采用20mm發(fā)泡鋁型材板,20mm聚氨脂發(fā)泡復合板,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,各方向強度一致,強度好,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/電動機/變頻器,中央空調等產(chǎn)生噪音和電磁波設備的電器柜,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

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

　　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。該材料是特殊無機材料陶瓷發(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)泡層結構，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)泡陶瓷水泥同時兼具耐火、隔熱、絕熱、吸聲、隔聲、高強等多種特點。

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