由于城市軌道交通的高速發展，其産生的振動和噪聲問題不容忽視。城市交通軌道尤其是地鐵軌道，不可避免地穿越人口密集區和重要建築物下，列車行駛時産生的振動和噪聲嚴重影響了人們正常的工作和生活。交通引起的振動噪聲已被列爲世界七大環境公害之一，因此設法降低城市軌道的振動和噪聲，讓人類與自然的關系更加和諧，成了人們普遍關注的問題。因此對軌道的減振、降噪能提出了更高的要求。
地鐵減振降噪研究存在的問題
近年來，在城市軌道交通中已使用多種新型減振軌道結構形式和多種減振降噪措施，但普遍存在施工工序繁雜、工期長、成本高、性價比低等不足，制約著城市軌道交通在減振降噪方面的發展。我國軌道交通的減振降噪方案設計中，采用了大量的國外軌道的減振降噪技術和産品。但對于其評價，我們所看到的數據都是由供貨商提供的，沒有相應的對比對象。再次，由于在軌道減隔振方面的研究和工程實踐起步較晚，所采用的減振降噪技術方案都比較單一，所以新材料、新工藝、新結構的研發和性能試驗就顯得尤爲重要和急迫。因此，必須對目前各種減振降噪技術進行梳理、總結、歸納，從而掌握具有更好的減振技術，擁有更經濟的工程造價和更優良的軌道交通裝備，將這些軌道結構應用于建設中，這些都是值得更進一步研究的。
減振降噪的一般措施
軌道結構主要由鋼軌、扣件及軌下基礎組成。根據振動理論，輪軌之間的振動噪聲與軌道各部件的質量、剛度以及結構阻尼密切相關。軌道結構的減振降噪則主要是通過改變結構參數來實現。
與有碴軌道相比，無碴軌道具有整體穩定性好、維修少等優點，但其缺點是振動噪聲較大，尤其是用于高架軌道時更爲突出，對此，應采取有效的減振降噪措施。
從軌道結構方面來看，國外已嘗試的減振降噪措施主要有：
(1)采用焊接長鋼軌；
(2)采用減振型鋼軌；
(3)采用減振型扣件(如雙重鐵墊板式、剪切型、壓縮型和低剛度型等等)；
(4)采用減振型軌下基礎(如有碴軌道采用彈性軌枕和道床彈性膠墊，無碴軌道則采用彈性支承塊、防振型軌道板等等)；
(5)采用鋼軌打磨技術。
這些措施均已被證明具有不同程度的減振降噪效果，適應環保要求。例如，由彈性支承塊、道床板和混凝土底座及配套扣件構成的彈性支承塊式軌道結構 減振降噪的效果較爲明顯，因此，對于振動和噪聲敏感的地段，特別是高架結構，采用彈性支承塊式無碴軌道結構是比較理想的方案。
減振型軌下基礎的研究也很有價值，如在碎石道床的基礎上，加設彈性軌枕道床和道碴墊道床，增加道床彈性，可有效降低道碴振動，與一般碎石道床相比，其減振效果可達5～15dB。新加坡、香港地鐵的特殊減振地段采用浮置板結構，減振效果非常顯著。另外控制軌道不平順度也能獲得很好的減振降噪結果。例如，鋼軌打磨後，在振動頻率爲8～100Hz範圍內，振動噪聲下降 4～8dBA，站台上的振動噪聲下降 5～15dBA。
另外，橡膠材料在軌道交通減振降噪中應用很廣，如軌下膠墊、支承塊下膠墊、橋梁橡膠支座等，但橡膠材料配方工藝不同，其減振降噪效果就不同，而且其耐磨性能和抗老化性能也不同。因此，研制高性能橡膠材料至關重要。如ZnOw改性橡膠複合材料，開發既具有優越的減振降噪性能又具有良好的耐磨、抗老化性能的橡膠墊板産品，進而研制出新的減振型軌下膠墊、扣件鐵墊板下膠墊和支承塊下膠墊等系列産品，爲減振型軌道結構提供配套部件。開發高效輕質的減振降噪新材料，包括單相勻質的新材料和多層結構的複合材料。進行高效吸聲、隔聲材料的體結構設計，提高隔聲性能。借助有限元等分析手段對不同吸聲、隔聲材料的性能進行模擬，優化吸聲、隔聲體的性能。
軌道結構減振隔振方案設計及其動力性能預測
在國內外軌道交通減振降噪研究成果的基礎上，結合我國軌道交通實際，圍繞軌道結構開展各種可能的減振隔振結構設計和參數優化研究，主要開展以下工作：
(1)彈性支承塊式無碴軌道結構參數設計。目前我國軌道交通主要采用承軌台式混凝土道床結構，由于只有扣件彈性墊板一個減振環節，而軌道整體剛度大，其減振效果並不理想。若在承軌台下設置一層橡膠墊，便能大大降低軌道整體支承剛度，顯著提高軌道的減振降噪性能。這種結構已被瑞士、丹麥、英國、法國等采用，特別是在英法海峽隧道和我國長大秦嶺隧道內得到了成功應用，被證明具有優越的減振降噪性能。本項目還將研究其應用技術條件，並通過車輛-軌道耦合動力學新理論對其進行動力學參數優化設計。
(2)防振鋼軌設計。在鋼軌軌腰兩側粘貼(或包覆)防振吸音材料(如橡膠、樹脂)，可望獲得較理想的降噪效果，適用于需特殊降噪地段(如醫院、學校和住宅區附近)。通過對不同的防振吸音材料的理論和實驗研究，找出其最佳的防振材料及其粘附方案。
(3)浮置板式軌道結構設計及動力學評估。該結構是用扣件把鋼軌固定在鋼筋混凝土浮置板上，浮置板置于可調的橡膠支座上，浮置板兩側用彈性材料固定，形成一種質量-彈簧系統。爲探索其應用于軌道交通的可行性與經濟性，擬運用車輛-軌道耦合動力學理論，具體評估車輛運行于 浮置板式軌道結構上的動力學能。
(4)有碴軌道減振設計。運用車輛-軌道耦合動力學理論及有關仿真軟件，以目前我國有碴軌道結構參數爲基礎，通過對高彈性軌下膠墊、彈性軌枕和道碴下膠墊等所進行的輪軌動力分析，評估其減振效果，並確定軌道各部件剛度的合理設計範圍。
基于以上不同減振隔振軌道結構方案的分析，結合軌道交通運營實際，提出最優動力性能軌道結構方案，包括適合于一般地段和特殊要求地段的方案各一套。在部分軌道交通線上根據最優軌道結構方案試鋪試驗線段，或對試驗地段線路局部改造，加設關鍵減振技術環節，通過過路列車運行測試其減振降噪效果。
綜上所述，與環境的協調是城市軌道交通實現可持續發展的生命。地鐵列車運行引起的環境問題，是城市交通軌道實現可持續發展必須要解決的問題。人們對生活質量的要求越來越高，對于同樣水平的振動，過去可能不被認爲是什麽問題，而現在卻越來越多地引起公衆的強烈反應，這些都對交通系統引起的結構振動及其對周圍環境影響的研究提出了新的要求。也引起了各國研究人員的高度重視。新技術新工藝新材料在地鐵減振降噪領域的應用，顯著改善了地鐵穿越區及附近區域的生活、工作環境狀態，值得借鑒和推廣。大量運用高新技術成果，並研制以高新技術爲基礎的新型低汙染無汙染城市軌道交通，對推動“綠色交通”及其産業發展具有重要的作用，這將使城市的環保水平、環保形象獲得大幅度提升，爲創建環境優美的山水園林城市發揮重要作用。
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