JPH06240619A

JPH06240619A - 膨脹減音室付２回回折型防音壁

Info

Publication number: JPH06240619A
Application number: JP2386893A
Authority: JP
Inventors: Teiji Okazaki; 悌次岡崎
Original assignee: SHIBIRU KANKYO ENG KK
Current assignee: SHIBIRU KANKYO ENG KK
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1994-08-30
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JP2766600B2

Abstract

(57)【要約】【目的】直立防音壁本体の最上部に、風荷重の増加な
し、或いは軽微な増加でもって、且つ減音効果を必要に
応じて増加し得る防音壁を提供する。【構成】直立防音壁本体５の最上部に、上面が開断面
で構成された長手方向の両側遮音板２，２、若しくはそ
の内部に配した中仕切遮音板３により１乃至複数個の膨
脹減音室４を形成し、これら遮音板の上端を上空を通過
する騒音の回折点として複数回回折させ、又、膨脹減音
室の中に、吸音材６と適宜に空気層を設け、さらに開断
面の上面に穴明板７を配設して、膨脹減音室を吸音構造
にし、上空を通過する騒音を吸引し、これにより騒音エ
ネルギーを減衰させ、騒音源側から防音壁を越え受音側
に達する騒音を大きく減音（減衰）せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道路交通騒音や鉄道騒
音の防音対策に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、防音壁の上端面を開
けた防音装置としては、特公平２−１３６０２号があ
る。また、従来の防音壁（回折点が１つ）の上端に用い
るものとして、特公昭５１−４６９６９号公報に示す天
端吸音体が存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術は比較的複
雑な構造になり、また、この装置によって減音効果が固
定され、必要に応じて、減音効果を増加できないことが
難点である。

【０００４】そして、従来の技術は単に効果があるとい
うだけで、道路の高さや受音点が種々変わった場合、そ
の効果の具体的な値が不明で事前予測ができない。事前
予測ができないものは設計計画ができず、国のお金を使
う公共事業には使いづらく、特殊なケースに限定されて
おり、事前に設計できるもので効果のあるものを開発す
る課題が未解決のまま残っている。

【０００５】又、特公昭５１−４６９６９号公報の天端
吸音体は現在実用化されているが、道路延長１ｍ当たり
の工費が約３万円もかかり、減音効果は２〜３ホン程度
というのが実態である。直径約５０cm程度の天端吸音体
が一般に良く使われるが、壁の高さを５０cm高くした効
果を差し引くと、その減音効果はごく僅かで、１〜２ホ
ン程度と予想される。

【０００６】このため本発明は、風荷重の増加なし、あ
るいは、軽微な増加でもって、少なくとも従来の天端吸
音体の効果を上回り、且つ、減音効果を必要に応じて増
加させ、また、それが事前に設計できる防音壁を提供し
ようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、直立防音壁の最上部に、上面が開いた開断面で構成
された長手方向の両側の遮音板、若しくはその内部に中
仕切遮音板を配してなる１乃至数個の膨脹減音室を備
え、遮音板及び中仕切板の上端（エッジ）を、その上空
を通過する騒音の回折点とし２回以上回折させることに
より、騒音のエネルギーを減衰させる。

【０００８】前記開断面の膨脹減音室の長手方向に直角
な巾Ｗ及び深さを増すほど減音効果が増加するが、深さ
を増すと風圧が増大するので、巾Ｗを大きくする。

【０００９】さらに、減音量が不足する場合は、両側の
遮音板の中間の中仕切遮音板数を増やし複数の膨脹減音
室を形成する。また、開断面の上面開口部に穴明板を配
し、さらに室内に吸音材を装入し、その吸音材の上下面
に空間空気層を形成するなどの手段を設けるほど減音効
果が増加するので、必要に応じて、適切なタイプのもの
を採用する。このように減音効果が巾Ｗと防音壁のタイ
プで調整でき、かつ、主たる効果は２回回折の理論を用
いて判明し、事前に設計可能であるという技術的手段を
有してなる。

【００１０】

【作用】

（１）２回回折の効果従来の遮音板は図８（ａ）の壁モデルに近く、その回折
減衰式で設計される。障害物による回折点が１ヶ所の場
合（１回回折）の回折減衰計算式としてはＫｉｒｃｈｈ
ｏｆｆの近似理論、前川のチャート図（騒音・振動対策
ハンドブック；社団法人日本音響材料協会編１９８２年
１月３１日技報堂発行）があるが、簡単なものとして
は、建設省土木研究所が提案した次式がある。

【００１１】ΔＬ＝１０log ₁₀（Ｎ＋０．２）＋１３ただし、Ｎ：フレネルナンバーＮ＝２δ／λ δ：波長 λ＝ｃ／ｆ＝３４０／ｆｃ：音速ｆ：周波数 δ：回行路差 δ＝ＳＯ＋ＯＰ−ＳＰ
（図８（ａ）参照）障害物による回折点が２ヶ所の場合は、Ｋｕｒｚｅの近
似理論があり、その回折減衰は図８（ｂ）をモデルとし
て、次式で与えられる。

【００１２】 ΔＬ＝ΔＬ₁＋ΔＬ₂＋２０log Ｒ′／Ｒ−５ただし、Ｒ：直達距離Ｒ＝ＳＰＲ′：迂回距離Ｒ′＝ＳＯ₁＋Ｏ₁
Ｏ₂＋Ｏ₂Ｐなお、減衰値ΔＬ₁は回折点Ｏ₁による減衰値で、線分
Ｏ₁Ｏ₂の延長上に仮の受音点Ｐ′をＯ₂Ｐ＝Ｏ₂Ｐ′
の条件で仮想し、δ＝ＳＯ₁＋Ｏ₁Ｐ′−ＳＰ′として
行路差δを求め、これより１回回折の式を用いて減衰値
ΔＬ₁を求める。回折点Ｏ₂の減衰値ΔＬ₂は、同様に
仮の音源Ｓ′をＯ_１Ｓ＝Ｏ_１Ｓ′の条件で仮想し、δ＝
Ｓ′₁Ｏ₂＋Ｏ₂Ｐ−Ｓ′Ｐとして行路差δを求め、こ
れより減衰値ΔＬ₂を求める。

【００１３】遮音板から５ｍづつ離れて音源と受音点が
あり、この２つは同一レベル上にあり、その上に３ｍの
遮音板があるとして、回折減衰値を求めると、表１のよ
うになる。なお、同表において、２回回折壁は、遮音板
（１回回折壁）より、受音点側に５０cm、音源側に５０
cm、計１００cmを隔てて２つの回折点があり、高さは１
回回折壁と同じであると仮定している。

【００１４】

【表１】表１の試算より、２回回折壁は非常に大きな効果が得ら
れる。

【００１５】（２）膨脹減音室管路の中間に断面の大きな部分を設け、通過騒音が急に
拡大膨脹すると音が減衰する性質を利用したもので、空
洞形消音器といわれ、その減衰値を計算する式もある。
図５と図６は、これを防音壁に直接用いたもの、図１、
図２、図３、図４の防音壁の場合は半上空が開放空間に
なるので管路の半分の効果を利用する形となる。

【００１６】（３）吸音材の効果吸音材内張ダクト形消音器があるように、吸音材を用い
るとさらに、減音効果が増加する。また音源からの距離
が同じでも、地表面は音が上空よりも小さい。これは地
表面は木、草木や土による吸音効果があり、建物や石な
どの障害物が多く、減衰しやすいことによるが、この効
果を防音壁に利用したのが図３から図６であり、これも
巾Ｗが大きいほど減衰しやすい。

【００１７】（４）穴明板の効果開断面内部を保護するとともに、適切な開孔率（１０〜
５０％）であると、同じ穴形状のものでも膨脹符号反転
波が生じ、それと上部を通る騒音が干渉して、騒音が下
がる。

【００１８】（５）風圧本発明の防音壁は、防音壁の上端に水平に近い形で設置
する。図９（ａ）において、鉛直面の風圧係数を１．０
とすると、水平面にはその約半分の負圧が働くが、この
風圧係数の点でも水平面の方が風圧は小さい。そして、
図９（ａ）のように、下段防音壁に対して、左右対称に
本発明の防音壁を設置すると、これによる支柱等の固定
端モーメントは作用しない。

【００１９】同図（ｂ）のように非対称とすると、固定
端モーメントが発生するが、これはごくわずかなもので
ある。例えば本発明の防音壁の巾を１．０ｍとすると、
その相対的固定端モーメントＭはＭ＝０．５×０．５＝０．２５一方、下段防音壁（鉛直面）の高さをｈ＝３ｍとする
と、これによる固定端モーメントＭはＭ＝１．５×３×１．０＝４．５水平面の風圧によるものとの比は０．２５／４．５＝
０．０５６で、５％程度の増加にとどまる。なお、この
場合、水平面の防音壁の自重Ｇが屋根がとぶのをおさえ
る（重し）形で作用し、固定端モーメントの増加はさら
に減り、皆無に近い形となる。このように本発明の手法
は、その防音壁を水平方向に伸ばすことにより、風荷重
による断面力（固定端モーメント）を増やさず、より大
きな減音効果が得られることを特徴とする。

【００２０】

【実施例】以下に、この発明の好適な一実施例を図面に
基づいて説明する。図１は、直立防音壁本体５の最上部
に、上面が開いた開断面で構成された長手方向の両側遮
音板２，２を備えた防音壁１、或いは図２のように、そ
の長手方向の両側遮音板２，２との間に中仕切遮音板３
を配置することにより、１乃至数個の膨脹減音室４を備
え、遮音板２，２、又は遮音板２，２及び中仕切板３の
上端（エッジ）を、その上空を通過する騒音の回折点と
し複数回回折させることにより、騒音のエネルギーを減
衰させ、騒音源側から防音壁を越えて受音側に至る騒音
を大きく減音せしめる構成である。

【００２１】図３は、防音壁の上部に設けた上面を適宜
に開口した膨脹減音室４の中に、吸音材６を装填し、防
音壁底面との間に空間を残存した空気層（膨脹減音室兼
用）４を介在したものである。

【００２２】図４は、上面が開いた前記開断面の上面に
吸音材６と適宜の隙間を存して穴明板７を設け、開断面
内の保護板の役目を負わせ、かつ、この穴明板７を通し
て、開断面ボックス内の反射音の発生の防止と、騒音が
入ったり出たりすると共に発生する膨脹符号反転波を用
いて、上空の騒音と干渉させ減音の増大をはかるように
した防音壁の構成である。

【００２３】図５は、前記開断面を底面を合わせた形の
Ｈ形状断面に構成し、これを図１〜図４に示す膨脹減音
室付２回回折型防音壁４の上に、風が充分通る隙間をお
いて中づりの形で配置し、膨脹減音室４の断面積の増大
や数の増大により減音効果を高めるようにした防音壁の
構成である。

【００２４】図６は、防音壁本体５の上端に設置した防
音壁１の上に風が少し強く吹くと倒れ、止まると復元す
るゴムのような弾性係数が小さい弾性体支持金具９で支
持し、或いは吊下げワイヤーまたはパイプ１０に糸状の
ものでつり下げる支持系に軽い遮音物や吸音体８、或い
はその両者の複合材を取付け、これを所々、或いは２重
３重にできればランダムに前記図１〜図５に示す実施例
の防音壁１の上面に立て、騒音通過経路の粗度の増大や
平均吸音率の増大をはかり、これにより騒音効果を上げ
るように構成したものである。

【００２５】前記の図５及び図６に示す中づり形式のも
のについては、支柱間に中づり部分を渡すか、所々足を
付け、できるだけこれによる風圧を避ける構造とする。

【００２６】図７は、防音壁１を上開きの扇形として路
面の長手方向に成形したもので、その上面に穴明板７、
内部の膨脹減音室４に前記実施例の場合と同様に吸音材
６を装填し、その上下面に空気層４を設けた構成で、本
防音壁の断面形状は長方形形状でなくてもよく、図７の
ように、任意形でよい。それは笠木としての美観性、騒
音エネルギーの滑らかな流れの点から、今後検討してい
く課題である。例えばスピーカーは、ある範囲の音が高
く、スピーカーの視界に入らないところは、その分、音
が小さい。このような現象を防音壁にも利用し上空側に
騒音を飛ばし、受音点側を少なくする形状の検討が残さ
れている。

【００２７】図８（ａ），（ｂ）は、防音壁上縁の回折
理論計算のモデル化図であって、（ａ）図は一つのナイ
フエッジを有する遮音体の上端の回折点Ｏに対する騒音
の音源Ｓと受音点Ｐの関係を示す説明図、（ｂ）図はナ
イフエッジを有する二つの遮音体上端の回折点Ｏ₁，Ｏ
₂に対する音源Ｓと受音点Ｐの関係より騒音の減衰値を
求める回折理論の説明図である。図９（ａ），（ｂ）は
従来の直立防音壁本体の上に本発明の防音壁を設置する
場合の風圧荷重説明図である。

【００２８】図１０は、前記図１〜図６に示した本発明
の基本構成図のうちから、必要に応じて選択し、これを
直立防音壁本体５の最上端に設置した例示図である。い
ずれも、パネルの形で前もって工場生産の後、それを現
場で取付ける。

【００２９】開断面で構成される容器形の防音壁１は、
メタルやプラスチックで充分音の透過損失が確保される
よう製作し、上面の穴明板７を含め充分耐久性があるも
のを用いる。吸音材６は、グラスウールなどを用い、保
護フィルムで包み込み使用する。中仕切遮音板３はメタ
ルやプラスチックの充分耐久性があるものを用いる。本
発明は、騒音が回折するエッジが開口部を介して、少な
くとも２点あるのが条件で、形状は理論的に特定されな
い。そして、この条件をもとに、回折点がどこにあれ
ば、減音効果が最も大きくなるかを、２回回折理論と実
験を通じて、トライアルで探して（見付けて）いくこと
になる。

【００３０】鉄道は列車から外が見えることを重要視す
るので、騒音が大きくても列車からの視界を遮断する防
音壁は設置されない。この場合、本発明はこの弊害がな
いので最適な防音壁構造となる。道路は現在、高い遮音
板が連続し外が見えにくく、道路利用者（ドライバー）
の不満が多い。しかし、道路も鉄道と同じ観点上にた
ち、本発明を利用することにより、視界が回復する所も
多くなり、利用者の要求に答えられる。

【００３１】図１１（ａ），（ｂ）は、本発明の具体的
効果試算例の例示図である。路面上３ｍ（図（ａ））と
路面上５ｍ（図（ｂ））の従来の直立防音壁と本発明に
よる防音壁の騒音の差をとったもので、騒音差は、プラ
スの場合が本発明品が騒音が小さい場合、マイナスの場
合は直立形の方が騒音が小さいことに相当する。そし
て、騒音計算は音響学会提案の道路交通騒音計算式で行
い、本発明品は２回回折の理論を用い、その効果のみを
取り上げている。同図（ａ）の本発明品は，従来形３ｍ
の直立壁の上に高さ０．５ｍ，巾０．５ｍの２回回折形
防音壁が載っていると仮定している。これは現在実用化
されている天端吸音体が直径０．５ｍの球形で、同図
（ａ）はこの条件を合わせものである。

【００３２】図１１（ａ）と図１１（ｂ）は等音線図で
数値はいづれも２つの壁タイプの騒音差（dB(A))、交通
量等その他の条件はすべて同じであるから、この騒音差
は回折減衰値の差と等しくなる。等音線図の図面枠周囲
の数値は距離（ｍ）で、横方向が壁設置点から２ｍ点を
０とした距離、高さ方向が地盤面を０とした距離で、高
架の高さ（路面まで）は２０ｍ、その巾は２０ｍ、その
４分点（５ｍ）の２つに仮想音源を設定している。

【００３３】図（ａ）によると本発明品の効果は１dB
(A) から１１dB(A) あり、高架の直下ほど大きい。前記
従来の天端吸音体の現実が２〜３ホンの効果と言われて
いることからみると、本発明品は遥かに大きな効果を期
待できる。また、天端吸音体は道路延長１ｍ当たり約３
万円かかるが、本発明品は２万円前後と推定され、単価
と効果はどちらか一方を欠くのが通例であるが、本発明
品は安くてその上多大な効果があるという願ってもない
メリットがある。景観上或いは効果上からさらなる改良
の余地があり、これがまた魅力のあるところであるが、
簡単には従来の防音パネルを使用することができる。従
来形防音壁パネルは５０cm高さで、単価約１５０００円
／ m²である。

【００３４】図１１（ａ）の本発明品は（５０cm巾、５
０cm高さ）は、近似的には従来形直立壁を５０cm高くし
て、その上に穴明板側を上にして水平に５０cm巾のパネ
ルを乗せることに相当する。断面的にみるとこの長さは
５０cm＋５０cm＝１００cm（１ｍ）となり、道路延長１
ｍ当たり１ m²のパネル使用量となり、単純計算ではこ
の費用は約１５０００円となり、天端吸音体の半分に相
当する。

【００３５】図１１（ｂ）は、３ｍの直立防音壁の上
に、本発明品をＶ字形に載せ両者を併せてＹ字形にした
ものである。道路側と沿道側に張出したパネルは、水平
方向と４５°の角度をもち、張出し長（張出し方向でみ
た長さ）が各１ｍの計２ｍである。これと比較する従来
の直立壁は５ｍでパネルの総延長を同一にしている。

【００３６】同図（ｂ）の等音線図によると上空域は従
来形の方が騒音が低いが、本発明の壁天端より下は本発
明品が効果があり、遠くまでその効果が現れる。防音壁
の高さは本発明品が路面上３．７ｍ、従来形が同５ｍ
で，効果は高さが低いものの方が大きいことから、高さ
を水平方向の長さでカバーでき風荷重による基礎の負担
を大巾に減らせる。基礎の固定端モーメントは、壁高の
２乗に比例することから、この場合（３．７ｍと５
ｍ）、約半分になる。

【００３７】

【発明の効果】本発明では、現行防音壁の最上端に開放
部または穴明板側を上向きにし、ほぼ水平方向に、必要
なだけ長く、取付けていくと、風荷重増加なしに、減音
効果が得られるという、非常に簡単なもので、防音対策
が可能である。さらに、効果を上げようとすれば、これ
を２段３段という形で追加することができる。このた
め、特殊な構造にならず、コストはかからず、現行防音
壁（約１５０００円／ m²）＋α程度の費用で、防音対
策が可能である。

【００３８】さらに、支柱や橋梁本体には耐荷力の限界
があり、騒音問題が発生しても、それ以上、防音壁を高
くできない場合が多く、また、それを高くすればするほ
ど、支柱や本体の基礎工費が増大するが、本発明の防音
壁は、荷重負担は皆無に近くもうそれ以上、防音壁を高
くできないところに解決策を与え、基礎工費の低減をは
かることができると共に、本発明では高さを水平方向の
長さでカバーでき、風荷重による基礎の負担を大巾に減
らせる。そして、さらに低くして外が見えるようにでき
るところが生れ、そうでなくても高い防音壁による圧迫
感を大巾に緩和できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による防音壁構成を示す縦断面説
明図である。

【図２】同他の実施例を示す説明図である。

【図３】同他の実施例を示す説明図である。

【図４】同他の実施例を示す説明図である。

【図５】同他の実施例を示す説明図である。

【図６】他の変形例を示す断面図である。

【図７】断面形状の点から本発明の実施例を示す概略側
面図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は防音壁上縁の回折理論計算の
モデル化図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は風圧荷重説明図である。

【図１０】道路高架橋に本発明を用いた場合の全体概念
図である。

【図１１】（ａ），（ｂ）は２回回折理論で試算した本
発明の具体的効果試算例の例示図である。

【符号の説明】

１本発明の防音壁２両側面の遮音板３中仕切遮音板４空気層兼膨脹減音室５直立防音壁本体６吸音材７穴明板８吸音体または遮音体９弾性支持金具１０つり下げワイヤー又はパイプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直立防音壁本体の最上部に、上面が開い
た開断面で構成された長手方向の両側遮音板、若しくは
その内部に配置した中仕切遮音板により１乃至数個の膨
脹減音室を備え、遮音板及び中仕切遮音板の上端（エッ
ジ）を、その上空を通過する騒音の回折点として２回以
上回折させることにより、騒音源側から防音壁を越えて
受音側に至る騒音のエネルギーを減衰させ、騒音を大き
く減音せしめることを特徴とする膨脹減音室付２回回折
型防音壁。
【請求項２】防音壁の上部に設けた上面を適宜に開口
した膨脹減音室の中に、吸音材を充填若しくは上下面に
空気層の隙間を存して設置し、膨脹減音室を吸音構造系
にすることにより、膨脹減音室内の反射音の発生の防止
と、上空を通過する騒音の減音を増大せしめることを特
徴とする膨脹減音室付２回回折型防音壁。
【請求項３】上面が開いた前記開断面の上面に穴明板
を配置し、開断面又は膨脹減音室内の保護板の役目を負
わせ、或いは、この穴明板を通して、騒音が入ったり出
たりすると共に発生する膨脹符号反転波を用いて、上空
の騒音と干渉させ、減音の増大をはかることを特徴とす
る請求項１乃至２記載の膨脹減音室付２回回折型防音
壁。