高速公路噪声污染治理设施分类及效果研究

郝金杰

（山西路桥市政工程有限公司，山西 太原 030006）

社会经济的快速发展，促使高速公路的建设规模达到新的高度，高速公路在满足使用者便捷通行的同时，给高速公路沿线区域带来了噪声污染，对沿线居民生产、生活带来一定影响。目前，交通噪声污染已成为高速公路的主要污染源之一[1]。公路交通噪声污染控制是一个涉及到噪声污染控制技术、公路设计、路网规划、建筑规划、行政管理等多方面的综合性问题[2]。本文着眼于噪声控制技术方面，对3种常见的噪声污染治理设施的降噪效果进行监测并分析研究，通过控制交通噪声污染,使沿线居民的声环境质量得到改善。

1 高速公路噪声污染治理设施分类

高速公路噪声是车辆在公路上行驶时，车辆自身驱动系统以及轮胎与路面摩擦所产生的噪声，主要由动力噪声和轮胎噪声两部分构成[3]。

高速公路噪声污染治理设施可分为控制噪声传播设施、降低噪声辐射设施、接受者防护设施，对应的代表性工程治理设施为声屏障、绿化林带和隔声窗。

1.1 声屏障

通过构建声屏障防治高速公路噪声污染是目前应用最广泛的方式之一，其防治效果主要覆盖声屏障所遮挡的范围。声屏障降噪原理为运用多孔吸声材料对声波进行吸收、反射达到防噪、降噪效果[4]。

声屏障的实际降噪效果与声屏障选用的材质、设置的造型、长度、厚度、高度及噪声声源特性等方面密切相关。现有声屏障结构类型丰富，各类型具有较大的功能差异，依据声屏障结构可划分为以下5种类型，见表1。

表1 声屏障结构类型对比

1.2 绿化林带

绿化林带是自然界防噪、降噪最有效的生态防护屏障。绿化林带降噪原理为植物的枝干及叶片表层的绒毛和气孔对声波进行吸收、散射，并通过叶片的摆动使声波进行反射，实现噪声的消散。

绿化林带的实际降噪效果与植物树种、株高、胸径、冠幅、配置层次、配置密度等关系密切。绿化林带适用于高速公路沿线原始绿化条件较好且路侧可利用宽度较大的区域，将工程绿化林带与原始绿化林带紧密融合，达到降噪效果。

1.3 隔声窗

隔声窗降噪原理为将对阻尼胶、阻尼膜等隔声材料在高温、高压作用下黏合而成的玻璃进行双层中空搭配，并在窗架内填充吸声材料。隔声窗的设置可有效地吸收、隔离来自各频段的噪声声波。

隔声窗的实际降噪效果与隔声窗使用的隔声材质、玻璃面积、玻璃厚度、中空层厚度、填充的吸声材料种类、密度等关系密切。其适用于高速公路沿线受噪声影响且分布较分散的建筑物。

2 高速公路噪声污染治理设施效果

2.1 声屏障

《中华人民共和国环境噪声污染防治法》第36条规定，“建设经过已有的噪声敏感建筑物集中区域的高速公路和城市高架、轻轨道路,有可能造成环境污染的，应当设置声屏障或者采取其他有效的控制环境噪声污染的措施”[5]。由此证明，声屏障为国家、行业认可的一种降噪设施。

为测试声屏障实际降噪效果，选择山西省神池至河曲高速公路吕梁市临县刘家圪台村路段设置的金属结构声屏障（中心桩号为：K225+430）（见图1）进行声屏障降噪效果监测，监测要求按照我国环境保护行业标准《声屏障声学设计和测量规范》（HJ/T90—2004）要求执行。

图1 刘家圪台金属结构声屏障现状照片

刘家圪台村与该公路路段的最近距离为5 m，高差为-20 m，公路在该路段为桥梁形式。该处声屏障设置起止点桩号为：K225+330—K225+530，声屏障总长度为200 m，高度为3 m。

噪声监测点共布设6处：

a）监测点1 声屏障后方距离5 m处的建筑声环境敏感点（见图2）。

图2 刘家圪台村声环境现状监测点位布设示意图

b）监测点2 声屏障对应的无声屏障开阔地带5 m处。

c）监测点3 声屏障后方10 m处。

d）监测点4 声屏障对应的无声屏障开阔地带10 m处。

e）监测点5 声屏障后方20 m处。

f）监测点6 声屏障对应的无声屏障开阔地带20 m处。

声屏障降噪效果采用同步测定法进行监测，监测周期为2 d，每天昼间（早 6∶00至晚22∶00）1次，夜间（晚22∶00至早6∶00）1次，单次监测时间为20 min，并同步记录车流量。

根据对刘家圪台村所布设6个监测点的噪声监测结果，得出该处金属结构声屏障降噪效果，见表2。

表2 刘家圪台村金属结构声屏障降噪效果

对比上述监测结果可知：刘家圪台村金属结构声屏障的昼间降噪量范围为3.8～9.2 dB、夜间降噪量范围为3.2～10 dB，降噪效果明显，且昼夜间降噪量均达到声屏障质量合格标准。

声屏障对高速公路的低频噪声降噪效果有限，另外高速公路的噪声还存在部分固体传声，尚无法利用声屏障进行阻隔降噪。

2.2 绿化林带

降噪绿化林带可起到一定吸声、降噪效果,但对于噪声超标量较大的高速公路，绿化林带的设置远无法满足高速公路运营期间的降噪需求。以乔、灌木为主进行配置的绿化林带为例，在植物生长茂密的情况下其降噪效果仍然较为微弱，见表3。

表3 高速公路绿化林带降噪量表

表4 山东省济青高速公路绿化林带降噪量表

参考山东省济南至青岛高速公路绿化林带降噪量表[6-7]，见表4，分析得出以下结论：

a）同等绿化种植层数下，95 m宽度的绿化林带与45 m宽度的绿化林带相比，降噪量差达3.8 dB。因此，绿化林带的降噪量与绿化林带的宽度呈正相关。

b）对比上述4个试验点绿化林带宽度与降噪量，可看出试验点1的绿化林带宽度在中等情况下，由于绿化种植层数较多使绿化林带的降噪达到比较好的效果。因此，绿化林带的降噪量与绿化林带的植物种植层数呈正相关。

2.3 隔声窗

对于适宜采用隔声窗的敏感点，应在受噪声影响的沿线敏感点的建筑上设置隔声窗。根据孔彩英对崇启通道（上海段）崇明越江通道隔声窗工程的实验，实验选用隔声窗规格为内侧玻璃厚度5 mm、中空层厚度9 mm、外侧玻璃厚度5 mm。监测结果可知隔声窗安装后可有效降噪15.6～26.5 dB，且昼夜噪声值均满足《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118—2010）要求[8]。

3 结论

通过对上述3种高速公路噪声污染治理设施研究分析得出以下结论：

a）声屏障降噪效果较好，工程适用性最佳，另具有环保、节能、易施工、易维护等特点。但其降噪范围仅为声屏障遮挡区域，且对高速公路低频噪声的降噪效果微弱。

b）绿化林带降噪效果最弱，其降噪量与绿化林带的宽度和绿化种植层数呈正相关，适宜路侧具有大量绿化用地的情况下使用。

c）隔声窗降噪效果较好，一般可有效降噪20～30 dB，但仅适用于高速公路沿线较近的建筑物使用，具有一定的局限性，实施性较差。