浅谈声屏障在降低城市交通噪声中的应用

陈 淼， 殷宪玲

河南工业大学土木建筑学院（450001）

0 前言

国家发改委批复《中原城市群城际轨道交通线网规划》,指出中原城市群的九个城市都将有城际铁路连接,从而形成中原城市群城际轨道交通线网“十”字形加“半环”形结构。郑州作为中原城市群的核心城市，将要构筑铁路、公路、航空与城市交通一体化的综合交通体系,在主城区建设快速路系统，通过快速路与外围高速公路衔接,在城市与城市之间、城市内部建起了新型的快捷的立体交通路线网。机动车流量的大幅度增多，在促进各地之间的物质文化交流、便捷人们的生活的同时，也给城市和居民带来了大量的交通噪声。

道路交通噪声 一般指机动车辆在交通干线上运行时所发出的超过国家标准,晚间55 dB的声音。调查资料表明,城市的环境噪声85%来自交通噪声,它不仅影响人们的工作、学习和生活，而且对人体健康产生多方面的危害。

1 声屏障的声学构造设计

为防治地面交通噪声污染,保证居民正常生活、工作和学习的声环境质量，通常可根据敏感点的性质、位置、规模、当地条件及工程特点等，确定防治对策，通过考虑建造声屏障、栽植绿化林带、调整临噪声源一侧建筑物的使用功能来防治交通噪声。

传统的声屏障是指竖在道路边缘的平面发射型屏障，它的降噪量一般在10 dB左右，早期往往通过增加声屏障的高度来换取更大的降噪量。有研究结果表明,当声屏障的高度超过3m以后,继续增加高度，降噪量增加的幅度越来越小。同时，声屏障形式对降噪效果也有直接的影响。目前发展起来的结构型式有直立型、逆L型、圆柱型、蘑菇型、Y型、箭型、T型、鹿角型、水车型、半封闭性和全封闭型等。其顶部常见的结构形状有T型、管型、Y型、多重边缘型等，降噪量可增加5 dB。

设置声屏障后，在保护区受声点的声能主要来源于声屏障顶部的绕射声、声屏障的端部直达声和穿过声屏障的透射声三部分组成，声屏障的插入损失也由顶部绕射声衰减、端部直达声和透射声衰减来合成。一般来说，声屏障的衰减最大为24 dB，但在实际设计中，通常衰减为15 dB左右。当声屏障自身的隔声量比顶部绕射声衰减量大10 dB时，透射声对受声点处总声衰减量的影响将小于0.5 dB，因此，声屏障声学构造设计的隔声量应至少比设计声屏障的插入损失大10 dB以上，也就是说，声屏障的的声学构造部分的隔声量至少在25 dB以上。根据所采用的声学材料不同，又可分为吸声型声屏障和反射型声屏障。

声屏障的材质分为混凝土、砖石、木材、塑料有机玻璃、金属板等几类，成本差异大。对一般公路而言，从减少投资及易维护的角度考虑，声屏障的构造趋向材质复合化特征,将混凝土、复合土壤、木材、植物、塑料有机玻璃、金属板等有机组合在一起。调查显示，多数声屏障采用混凝土或砖石结构，高度一般为3～5 m。欧盟倡导使用耐火、可再生的欧洲硬木材料来设计和开发绿色声屏障设施，以取代以往那种耗费资源的材料，如水泥、铝板、塑料等。

2 声屏障的景观设计

从国内外声屏障建设的实例来看，声屏障设计中还包括景观设计。在城市道路的声屏障设计中，景观设计尤为重要，有时甚至会不惜牺牲声学方面的指标来达到景观的需要。目前提倡在声屏障内和其前后种植各类植物,将绿化与声屏障相结合，在声屏障靠近道路一侧的墙体上栽种低矮植物或爬蔓植物，这样可有效改善生态环境，更有利于减低交通噪声。

绿化减噪主要利用植物对声波的反射和吸收原理，植物本身是一种多孔材料，具有一定的声吸收能力，可减小声波能量，使噪声减弱。在机动车与非机动车隔离带上，种植枝叶茂密、适应性强、生长健壮的绿篱，可以有效降低对环境的影响。在城市道路两侧建造观赏型生态墙，把乔木、花灌木、藤本植物、地被合理搭配种植，充分利用各种植物的耐阴、喜阳等生态习性以及抗污染、杀菌、滞尘、降温、隔声等能力，形成既有生态效益，又有景观效果的绿色风景线。生态墙通常选用易成活、生长快、寿命长、根系深、萌发力强，并且适应性强、抗污染、耐干旱、抗风和抗病虫害的常绿树种，如侧柏、桧柏。同时采用耐修剪、枝叶密、病虫害少、发芽早、耐旱，耐寒，寿命较长的小乔木与灌木如黄杨、女贞等和花卉配置，形成层次感。

3 绿色声屏障

绿色声屏法是近年来国外常用的一种降噪措施。采取生态型的声屏障形式可以更好地使声屏障融入到周围环境中，降低声屏障原有墙体的可识别度。常见的生态型声屏障主要有以下几种:蜂房式生物型、井架式生物型，H型构件生物型、预制骨架斜面生物型、棋盘状斜坡生物型、混凝土砖砌体+土(或废矿渣)生物型、环状砌块生物型等。

喷混植生技术是以工程力学和生物学理论为依据,利用客土掺混黏结剂和锚杆加固铁丝网技术，运用特制的喷混机械将土壤、肥料、有机物质、保水材料、黏结材料、植物种子等混合干料加水后喷射到岩面上，形成近10 cm厚的具有连续空隙的硬化体，种子可以在空隙中生根、发芽、生长，而一定程度的硬化又可防止雨水冲刷,从而达到恢复植被、改善景观、保护环境的目的。这是一种集工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科于一体的综合环保技术，其核心是通过成孔物质的合理配置，在墙壁坡面上营造一个既能让植物生长发育,而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构，使建植层固、液、气三相物质平衡。

目前挂网的技术采用三维植被固土网垫是由多层塑料凹凸网和高强度平网复合而成的立体网结构，面层外观凹凸不平，材质疏松柔韧，留有90%以上的空间可填充土壤及砂粒，将草籽及表层土壤牢牢护在立体网中间。试验证明:在草皮形成之前，当坡度为45°时,三维植被网垫的固土阻滞率高达97.5%，平面网为74%；当坡度为60°时，三维植被网垫的固土阻滞率为84%，平面网为0%，失去了固土作用；当坡度为90°时，三维植被网垫仍可保留阻滞住60%的土壤。由此可见，采用三维植被网垫具有极好的固土效果，远远胜于平面网。

喷混植生技术的核心是土壤、有机质、肥料、保水材料、黏结剂、pH缓冲剂等的选择和配比的确定,乔、灌、草种的选择与配比的确定以及挂网和锚杆材料的选配。应高度重视如下技术研发:低碱性黏结剂的选择与配比，以保证种子的萌发、生长有一合适的酸性环境,并保持土层与墙体基层层紧密黏合。喷混植生技术从根本改观了目前声屏障采用混泥土木屑纤维等材料的生态问题。

4 结论

交通噪声治理是一个系统的工程，不仅涉及环境保护，还同时涉及到城市规划、交通规划，汽车工业的发展水平等多方面的研究内容。就目前的研究结果表明，建立声屏障是缓解道路交通噪声的一种有效手段，但是不是唯一的手段。在环保为主题的今天,自然生物生态类型的景观隔声将是降噪研究发展的趋势。将多元复合型材料、多样性的结构和艺术化景观综合研究,使不同环境中的隔声屏障更具生态发展的特色，从而使我们的城市生活更加美好。

[1]谭小燕.浅谈城市轨道交通噪声污染及防治措施[J].科技交流,2010,1.

[2]王素萍,白杰.城市道路交通噪声污染防治对策研究[J].噪声与震动控制,2003,23.

[3]魏华军,吴建.上海市交通噪声污染及其防治对策[R].会议论文,2004.