多年来,交通噪声污染与固废污染始终城市发展的两大问题,如何控制噪声、减少固废排放,是改善城市生态环境急需解决的重要问题。合理设置声屏障可以对噪声进行有效隔离、吸收,为居民提供一个舒适健康的生存环境。而利用固废资源制备新型声屏障对于提高资源利用率、减少固体废弃物排放具有重要意义。粉煤灰是发电厂排放一种污染严重的工业废料,粉煤灰漂珠是其燃烧过程中的一种副产物。尽管粉煤灰漂珠在建筑保温、废水处理、轻质填料等领域有所应用,但声学材料方面的应用仍较少。本研究利用P.W.52.5白水泥将粉煤灰漂珠制备一种新型声屏障非金属复合材料,以期为声屏障设计提供一种新的选择,同时也可以进一步拓展粉煤灰漂珠的消耗途径、促进固废资源二次循环利用。本文主要通过材料试验与数值模拟相结合的方式,探究了一种城市道路用的新型水泥基材料复合声屏障的综合性能,主要研究了下述4个问题:一、基于固废再利用的粉煤灰颗粒水泥基吸声层、隔声层制备工艺及材料配合比;二、粉煤灰颗粒水泥基材料吸声层、隔声层以及复合层的性能优化;三、吸声层隔声层试件COMSOL模型的建立与验证,以及声屏障构型变化对其降噪性能的模拟研究;四、粉煤灰颗粒水泥基声屏障体系的构造设计与环境影响评估。针对以上研究问题,主要有如下结论:一,通过粉煤灰颗粒水泥基材料的初步制备研究发现,复合材料的力学性能和隔声性能主要由致密的隔声层材料决定,降低隔声层材料的骨胶比对提高其抗压强度效果显著;吸声层材料的骨胶比过低或水胶比过高都会造成水泥浆体完全填充满颗粒、浆料泌水等不利的成型效果;二,通过对吸声层、隔声层以及复合材料的单因素试验研究发现,材料加压强度对吸声层材料声学性能及力学性能影响显著,加压强度存在一个较优范围,为0.2MPa～0.4MPa,当加压强度为0.2MPa时,骨胶比为0.9时最优,加压强度为0.4MPa时,骨胶比为1.0时最优。隔声层的纤维掺量对其传声损失影响无明显影响但对其力学性能影响较大,其掺量为45%时最优,厚度的影响则与质量定律基本一致,厚度每增加1倍,其插入损失增加4d B。取2组性能最优的吸声层和隔声层组合制备时发现,吸声层的强度对复合材料整体强度有显著影响,C2组强度是C1组的1.57倍,但两者的声学性能无显著差异;改变吸隔声层厚度比例发现,吸隔声层比例为60:40时,隔声量最高,达38d B。三,采用试验确定的最优复合材料组的测试结果进行数值模拟,分别通过吸声层和隔声层COMSOL模型确定声屏障模拟的参数设置,依据这些参数建立的COMSOL数值模型计算结果与试验测试误差值分别为18%和13%,证明了数值模拟方法的准确性。在此基础上建立10种不同材料及构型声屏障的数值模型,发现声屏障的插入损失主要由其隔声层实现,声屏障厚度越大,其降噪效果会相对更好,而提高吸声层的比例也可以一定程度减少声场驻波的影响;T形声屏障的降噪性能最优,其计权隔声量达26d B;各种类型的声屏障均在315Hz频率下的插入损失值最大。此外,新型粉煤灰颗粒水泥基声屏障也具有良好的节能和环保价值,其单元板在全生命周期的碳排放EC及能耗EE分别为48.89kg CO2和349.87MJ。最后,依据数值模拟计算的声屏障最优构型,设计了粉煤灰颗粒水泥基复合声屏障板的安装构造方案,以期为声屏障的工程应用提供依据。