高速公路聲屏障結構與形式對比論證

劉保元

摘 要：本文研究常見的聲屏障的結構與形式，通過收集資料、實地監測等手段，比較各種聲屏障的降噪效果、造價、適用條件等，結合高速公路噪聲污染規律、地形等適用條件，篩選出不同應用環境下既滿足降噪效果又經濟實用的聲屏障，為潛在客戶提供技術參考，降低聲屏障的建造經費。

關鍵詞：高速公路聲屏障；結構形式；對比論證

中圖分類號：U491.91 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0192-02

高速公路通車里程的日益增加，給人們的出行帶來便捷的同時，也對沿線環境造成了一定影響，特別是噪聲污染受到的關注更多。目前，大多高速公路設置了聲屏障，降低噪聲污染，取得了較好的成效。但在聲屏障的設計、選擇、降噪效果的評價指標及降噪效果的預測、等環節還存在一些問題，因此通過對聲屏障的結構與形式的研究、對比，結合公路的實際情況，選擇合適的降噪方式具有重要意義。

1 高速公路交通噪聲的來源及防治措施

機動車輛在運行時發出的噪聲是交通噪聲中的主要類型，噪聲源主要有發動機噪聲、風扇噪聲、進氣噪聲、排氣噪聲、輪胎噪聲、喇叭噪聲。

降低高速公路噪聲污染有多種途徑：通過降低機動車輛的排放噪聲、加強交通管理控制公路交通噪聲污染源排放；調整公路走線線位、修建公路隧道或修建低塹公路、采用低噪聲路面等公路選線與設計中的噪聲污染控制措施；目前最常用的是在傳播途徑上的噪聲防治，主要有安裝聲屏障、建造綠化林帶等方式。

2 高速公路聲屏障的結構與形式

2.1 利用地形或棄土（石）方

適用于目標降噪量小于5dB，且某些地區有條件時可利用天然路塹或工程棄土石方堆放在填方兩側，直接用作防噪堤，并在土堤上種植植被形成景觀。既可以降低造價，又不破壞自然景觀。

有以下幾種方式：土堤（或土堤+矮屏障）類型（DX1）、棱臺鋼筋籠填廢礦渣類型（DX2），簡易材料編制板類型（DX3）等。

2.2 砌塊型

用預制砌塊砌筑成的聲屏障壁體稱為砌塊型聲屏障。砌塊是指采用普通混凝土、輕質混凝土及硅酸鹽材料等制作的塊狀材料或各種磚、石塊等。砌塊的形狀可以根據聲屏障的需要制作。優點是隔聲性能好、施工方便、造價低，且具有強度高、耐火、防腐蝕等性能。常用砌塊形式及砌體類型主要有以下幾種：槽型砌塊及砌體（Q1）、普通粘土磚及砌體（Q2）、可種植框形砌塊及砌體（Q3）、可種植凹形砌塊及砌體（Q4），碎石及其砌體（QS）、可變形體砌塊及砌體（Q6）、共振腔吸聲磚（Q7）、空心磚及其砌體（Q8）。

2.3 板 型

聲屏障的壁體采用板形材料建造的稱為板型聲屏障。板型聲屏障一般施工簡單，易于安裝，造價較高，部分材料耐久性、耐火性較差。常用的板材有混凝土板、亞克力板、彩鋼復合板（吸聲或反射型）、強力PC板、微穿孔金屬板、有機復合板、木板等。常見的有以下幾種組合預制鋼筋混凝土板+輕質擴散反射貼面（B1）、板形直壁類型（B2），鋼筋混凝土板十吸聲板型（B3），鋼筋混凝土板型框十磚類型（B4），鋼筋混凝土板+上部吸聲類型（B5）、鋼筋混凝土板+微穿孔板類型（B6），鋼筋混凝土板十擴散反射面板類型（B7）、木板平壁類型（B8）、鋼筋棍凝土板+圓弧形微穿孔板類型（B9）、鋼筋混凝土板+吸聲砌塊面層類型（B10）、鋼筋混凝土板+強力PC板類型（B11）、彩鋼板復合型（B12）、透明亞克力板+彩鋼板復合型類型（B13）、彩鋼板復合型+吸聲板型（B14）、沖孔金屬板類型（B15）、沖孔金屬板吸音類型（B16）。

2.4 生物類型

在聲屏障周圍及壁體上綠化種植，由綠色植物將屏障構件掩蔽形成生物墻。此類聲屏障的聲學性能好，綠色植物增加了對噪聲的吸收，易于周圍環境相融。

3 高速公路聲屏障結構與形式論證

目前省內聲屏障常見的形式是板式、金屬材質的聲屏障。常見的結構有以下幾種：彩鋼板復合型十吸聲板型（B14）、鋁制組合式聲屏障、沖孔鋁板/玻璃吸聲隔音屏、沖孔鋁板吸聲隔音屏。采用綠化帶降噪的也有采用，但實際上沒有經過聲學設計，與沿線綠化帶并無明顯不同。故本文沒有對綠化形式的聲屏障進行驗證。

3.1 論證方法

對目前已修建的不同結構與形式的聲屏障進行實地監測，了解聲屏障降噪的實際效果，并對降噪效果進行分析，為聲屏障的選擇提供理論基礎。選取1處噪聲防治林、3中不同結構聲屏障進行監測，監測條件及方法按照相關標準和規范進行。

在已安裝聲屏障的噪聲敏感點進行降噪效果監測，每處聲屏障設置6個監測點。分別設在聲屏障后1m、聲屏障中央臨路第一排房屋窗前1m，聲屏障兩端臨路第一排最外側房屋窗前各1處，在無屏障開闊地第一排等效受聲點位置和聲屏障后等效參考點位置各1處。

3.2 降噪效果論證

3.2.1 利用地形或棄土石方

在鄭州至堯山高速公路，高差約7m的一處敏感點進行監測，結果（dB）如表1。

從監測結果可以看出，利用地形因設置的噪聲防治措施的降噪效果大于設置板式及生物類型的聲屏障，且投資少，易實施，在山區丘陵有一定高差的地帶有較大的推廣價值。

3.2.2 板型聲屏障

監測結果如表2所示。

通過對常見聲屏障的降噪效果進行實地監測及資料收集，了解到板式聲屏障的降噪效果在0～8dB之間。降噪效果與聲屏障的形式，結構、材質、設計、施工等相關，與監測時的噪聲污染情況也有一定的相關性，噪聲污染情況越嚴重，降噪效果越好。

根據監測結果顯示，按照降噪效果從高到低排序，彩鋼板復合型十吸聲板型（B14）>沖孔鋁板吸聲隔音屏>沖孔鋁板/玻璃吸聲隔音屏>鋁制組合式聲屏障。吸聲結構聲屏障降噪效果明顯好于隔聲結構聲屏障，推薦采用吸聲結構聲屏障。

3.2.3 生物類型聲屏障監測

監測點布置：位于林帶前1m（距路肩lm），在林帶后1m、20m、40m設置3處，共4處，均高于地面1.2m。無林帶路段，與林帶設置相應的對照點。在測量時各監測點同步進行，且參考點和受聲點位置的環境條件相同，以保證對照點的等效性，包括聲源特性、地形、地貌、地面和氣象條件等效。

試驗段林帶長度均大于200m，受聲點位置距林帶兩端距離分別為100m，61～100m，對于線聲源具有較好的遮蔽效果。

試驗監測了公路林帶前參照點、林帶后受聲點及無林帶相應對照點噪聲等效A聲級，林帶噪聲相對衰減量見表3。相對衰減為無林帶對照點與林帶后受聲點測量值之差。

3.3 經濟性論證（如表4）

4 論證結論

公路聲屏障的設置是一種多目標多約束的工程技術問題，在滿足聲學性能的同時，它們在布置、形式、材料、結構、構造以及外觀裝飾等方面的選擇還必須滿足局部景觀的需要以及其經濟性、實用性和耐用性。

砌塊型、板型、生物型、復合材料型、簡易型等聲屏障形式各有特點，選擇適當的形式，才能實現經濟、社會效益的和諧統一。山區或者丘陵地帶，應以生態型聲屏障為主，結合敏地形及道路高差，采用土堤等形式加以適當的綠化，不僅能夠減輕道路的噪聲污染，也保護了自然景觀。在平原區域，道路高差變化不大，路基以填方為主，應根據路基實際情況，宜選用砌塊型、板型、生物型等形式的聲屏障，結合降噪要求，降低施工難度及工程造價。

通過論證，聲屏障的降噪效果和投資沒有直接聯系，造價較低的聲屏障通過合理設計，精心施工，同樣能滿足噪聲污染防治的要求。

收稿日期：2018-6-23