噪聲污染、水質污染、大氣污染和輻射污染是當今世界公認的環境四大公害。隨著鐵路運輸事業的發展,我國已經經歷了六次火車大提速,高速鐵路事業近年來也快速發展。在提高人們出行能力和生活質量的同時,也帶來了負面的影響,高速鐵路噪聲污染是最突出,并且必須解決的環境污 染。在歐洲,鐵路的噪聲污染控制已經被列入高速鐵路的行業標準。
相關研究表明,當列車速度低于50km/h時,噪聲一般以列車動力系統噪聲為主;當車速在50-240km/h時,以輪軌系統作為主要 噪聲源,輪軌系統的噪聲強度與列車速度的2~4次冪成正比;當車速大于240km/h時,以空氣動力噪聲為主,噪聲強度與列車速度的5~7次冪成正比關系。可見當速度達到350km/h甚至更高速度時,帶來的噪聲污染是相當嚴重的。
鐵路噪聲防治主要是如何采取有效的措施降低列車運行時產生的噪聲對環境產生的影響。噪聲污染控制有三種主要途徑:要降低聲源輻射,控制傳播途徑,保護受聲者。其中最有效且最簡單的降噪措施是從保護受聲者出發,在噪聲的傳播途徑對噪聲加以干涉。
聲屏障的基本思路就是根據聲波傳播的原理,用吸、隔聲屏障吸收一部分的噪聲和改變噪聲的傳播途徑,達到降噪目的。 隨著各條高速鐵路線路的建成和通車,我國鐵路列車運行進入高速時代。隨著列車運行速度的提高,列車運行總噪聲的各噪聲源也在發生變化。列車運行過程中產生的總噪聲主要包括:車輪與鋼軌問的相互激勵產生噪聲形成輪軌噪聲;高速列車表面,主要是頭部和尾部與空氣相互作用,產生空氣動力性噪聲;電力牽引的接觸網與受電弓的作用和受電弓與空氣相互作用形成集電系統的電磁噪聲、摩擦噪聲和空氣動力噪聲;高速鐵路的動車的動力裝置、輔助裝置和電力設備運轉噪聲經過車體二次輻射形成牽引噪聲;列車通過高架結構時構筑物產生的噪聲等。
經研究,列車運行速度低于300km/h時,列車噪聲主要是輪軌噪聲;速度達到350km/h以上時,空氣動力性噪聲占主要地位。設置聲屏障的降噪原理是在聲源和受聲者之間插入聲屏障,聲波在傳播至聲屏障時,就會發生反射、透射和繞射三種現象,聲波傳播會有一個顯著的附加衰減。聲屏障結構應能承受風荷載、脈動風壓以及偶然荷載等;聲屏障的吸隔聲性能與聲屏障所用材料有關,根據其降噪原理可分為吸聲材料和隔聲材料。對于隔聲材料,要求其具有足夠的密度、厚度,在此基礎上還要具備足夠的強度和耐久性;對于吸聲材料,要求其達到預定的吸聲系數,以滿足吸聲要求。 綜上所述,在鐵路沿線兩側建造聲屏障是改善鐵路沿線和車站周圍噪聲聲環境質量的有效措施,也是迄今為止解決鐵路沿線噪聲問題使用最多、最為有效的手段。