高速公路交通噪聲及典型防治措施分析

楊 磊

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

截至2014年底，山西省高速公路通車里程已達4 821 km，位居全國前列。高速公路的通車運營為山西省經濟的發展起到了關鍵作用。然而，在高速公路路網逐步密集的同時，也帶來了一系列的環境問題。在高速公路帶來的各種環境問題中，噪聲污染問題尤為突出[1]。

1 交通噪聲的特點及危害

1.1 交通噪聲的主要特點

a）交通噪聲在傳播過程中并未給周圍環境留下毒害性的物質，因此噪聲對環境的影響不積累、不持久。

b）交通噪聲隨著傳播距離的增加而逐漸減弱，直至消失。

c）無車輛行駛時，交通噪聲也就消失。

d）噪聲污染無法集中處理，需用特殊的方法進行控制。

e）與其他的環境污染不同，交通噪聲主要污染對象是人類，且具有較強的危害。

1.2 交通噪聲的主要危害

a）交通噪聲會影響人的工作和休息。

b）嚴重的交通噪聲會使人的聽力受損，引起神經衰弱等健康問題。

c）交通噪聲還會使沿線的房地產、工廠等的經濟效益和生產效益有不同程度的下降，使高速公路附近的土地價值下降。

2 交通噪聲的來源及影響因素

高速公路上的交通噪聲來源于道路上行駛的機動車。在不考慮鳴笛、急剎車等駕駛員偶發行為造成噪聲的情況下，交通噪聲污染排放的大小順序依次為重型載重車輛、輕型載重車輛、大客車、中客車和小轎車。高速公路的交通噪聲來源主要有以下幾個方面：

a）車輛與外界相互作用產生的噪聲，主要包括輪胎噪聲與空氣噪聲。輪胎噪聲的大小與輪胎花紋、路面材料特性以及車速有關，一般情況下，車速越快胎噪越大；空氣噪聲又叫風噪，是指車輛行駛過程中空氣與車輛縫隙、邊角摩擦產生的聲音，同一車輛，車速越快風噪越大。

b）車輛本身發出的噪聲，主要是發動機噪聲與傳動噪聲。發動機噪聲是指發動機在運行過程中向外輻射出的噪聲。在發動機低速運轉時，發動機噪聲主要來自于燃料的爆燃；在發動機轉速提高后，氣缸之間的摩擦噪聲和排氣噪聲逐漸成為發動機噪聲的主要來源。傳動噪聲是指車輛的傳動系統在機動車行駛中產生的噪聲。

3 主要防治措施

目前，針對高速公路交通噪聲污染，可采取的防治措施主要有使用低噪聲路面材料、環保搬遷、設立聲屏障、種植防噪聲林帶、修建防噪聲圍墻、加裝隔聲窗和設置隔聲走廊等。目前山西省在建和擬建的高速公路多位于山區，交通噪聲敏感建筑物具有高低錯落、分布較散等具體特點。根據這些特點，上述噪聲防治措施可以單獨使用，也可混合使用，下面針對各個防噪聲措施進行詳細分析。

3.1 采用低噪聲路面材料

低噪聲路面是指相對于傳統瀝青混凝土路面具有降噪效果的路面。車輛行駛中的噪聲主要分為動力噪聲和輪胎噪聲，其中輪胎噪聲與車輛的行駛速度相關性較大，由于高速公路上的車輛行駛速度高，輪胎噪聲也相應較高[2]。科研工作者主要通過以下幾個措施來降低車輛通過路面產生的噪聲：

a）通過大的孔隙率將噪聲在路面內部不斷吸收、反射從而起到吸聲效果，同時，具有大空隙率的路面,減小了空氣壓縮爆破產生的噪聲，且使氣泵噪聲的強度降低。

b）增大路面材料的彈性和阻尼，能使路面具有吸收、衰減輪胎振動和沖擊的效果，因而大大降低輪胎和路面之間的振動噪聲。

c）良好的表面紋理也能吸收和反射噪聲,而達到降噪的目的。

低噪聲路面材料從聲源上削減了公路噪聲污染，具有廣闊的發展前景。但是，目前存在著許多不足，如較大的孔隙率需要路面材料具有更大的耐久性，且大孔隙率材料對集料、黏結料的黏結性、水穩定性要求較高，還需提高材料的使用壽命。目前適用于某些試點路段，以及載重車輛行駛較少的路段。目前，低噪聲路面的降噪效果可達到3～4 dB。

3.2 環保搬遷

環保搬遷是指將處于噪聲超標路段的噪聲敏感點搬離超標路段。因為噪聲的強度從聲源開始隨著距離衰減，所以增加敏感點與公路的距離可以很大程度上減弱來自高速公路的交通噪聲。此辦法優點是將可能受污染的敏感點搬離受噪聲污染的區域，可基本消除噪聲污染帶來的危害。但是它的缺點也很顯著，環保搬遷的難度大、費用高，對居民生活產生很大影響、搬遷地址難以選擇等。因此環保搬遷僅僅適用于地處偏遠、分布零散的居民區。環保搬遷的降噪效果跟遷入地的噪聲環境相關。

3.3 設立聲屏障

聲屏障是一種常見的降噪措施，它具有施工周期短、節約土地、降噪效果明顯、可拆換、不干擾居民生活等優點，在國內外均有著廣泛的應用。

歐美發達國家在70年代就開始了對聲屏障的設計和施工方面的廣泛研究和大量實踐，積累了豐富的經驗，并且制定了一系列的設計和施工規范。如美國在1976年頒布了《聲屏障設計手冊》和《高速公路聲屏障選擇設計和施工經驗》，日本頒布了《國家干線公路環境保護規范》，德國制定了《公路聲屏障設計規范和補充技術規定》等[3]。相對于發達國家，我國關于高速公路聲屏障方面的研究起步較晚，雖然在2004年10月公布實施了《聲屏障聲學設計和測量規范》，但是其適用范圍主要為城市道路與軌道交通等工程，高速公路與城市道路與軌道交通噪聲污染的特點有很大不同，該規范缺乏對高速公路的針對性，雖然我國也在高速公路上修建了很多聲屏障，但部分聲屏障設立不合理，設計上比較隨意和盲目，缺少設計的依據和參考。

目前主要的聲屏障型式有直立型、折板型、彎曲型、半封閉型和封閉型。其降噪效果在3～20 dB之間，其中全封閉聲屏障的降噪效果可達25 dB以上。但是其造價較高，對道路景觀造成一定影響。設立聲屏障的方法適用于絕大部分的噪聲超標路段。

3.4 種植防噪林帶

防噪林是指在高速公路兩側種植密集的喬灌木林帶，吸收、阻隔公路上的噪聲，以達到降噪的目的。防噪林的噪聲衰減效果與植被類型、種植密度、樹木高度、最低分枝高度、胸徑、冠幅、地面覆蓋物、水平能見度、噪聲頻率等有密切關系，因此防噪林在樹種選擇，種植方式上需要特別注意，在樹種、種植寬度、樹冠高度等適宜的情況下，防噪林帶的降噪效果可達到3 dB左右[4]。

防噪林帶不僅可以降噪，還可以凈化空氣，美化環境。此外，山西省地處黃土高原地區，水土保持任務艱巨，種植防噪林帶還可防治水土流失。但是防噪林帶對噪聲的衰減效果仍然有限，而且種植防噪林帶需要大量的土方及土地，植物成長需要一定的時間，因此其僅在超標不嚴重，條件適宜的地方適用，如山西省的晉南部分地區。

3.5 修建防噪聲圍墻

防噪聲圍墻是指在噪聲源與敏感點之間修建的防噪聲為目的的圍墻。目前建造防噪聲圍墻的材料主要有黏土磚、煤渣磚、礦渣磚、石英砂磚、混凝土磚等。建造防噪聲圍墻的磚塊形式主要有板型、槽型等；其中降噪效果最好的為槽型石英砂磚建造的防噪聲圍墻，綜合降噪效果可達5～10 dB。但是防噪聲圍墻的形式較為單一，對道路及敏感點的地形及位置關系要求較高。

3.6 加裝隔聲窗

為了保障高速公路沿線兩側的建筑物室內噪聲達到相應的標準，可以在噪聲敏感建筑物上加裝隔聲窗。隔聲窗可以分為普通隔聲窗和通風隔聲窗。普通隔聲窗由于需要封閉才能起到降噪效果，這將在較大程度上影響人們的生活，僅僅較適用于不需通風的房屋。通風隔聲窗在不影響通風的條件下具有很好的降噪效果，現在專業廠家生產的通風隔聲窗一般都可以降噪20 dB以上，但是通風隔聲窗的造價高于普通隔聲窗，增加了降噪成本。在不適于采用聲屏障降噪的敏感點均可選用隔聲窗降噪。

3.7 設置隔聲走廊

隔聲走廊是指在敏感建筑物外側修建隔聲帶，減少噪聲對敏感目標的影響。此方法降噪效果好，但是投資較大，適用范圍比較小，一般用于醫院學校等場所，其降噪效果根據建筑物結構和走廊材質不同可達到10～15 dB以上。

4 結論

低噪聲路面材料、環保搬遷、設立聲屏障、種植防噪聲林帶、修建防噪聲圍墻、加裝隔聲窗和設置隔聲走廊等措施從不同方面對高速公路的交通噪聲進行了預防和治理，以上各種措施各有優缺點。建設過程中應根據項目及環境的實際情況，因地制宜、實事求是選取一種或者多種防噪措施，從噪聲的產生、傳播、保護敏感點3個途徑著手，確保敏感點室內聲環境質量達標，達到良好的環境效益和社會效益。