高速公路噪声的影响因素及防治措施

任北辰

(江苏宁沪高速公路股份有限公司工程技术部,江苏 南京 210000)

1 概述

近年来，我国的基础设施建设在政府的大力支持和推动下取得了飞速发展，尤其是在当今电商行业快速发展的背景下，对物流的速度要求更快，效率要求更高，在这种情形下，交通运输领域的基础设施建设作为经济社会发展的大动脉，更是快速地推进和发展。到2021年年底，我国公路通车里程519.81万km,其中高速公路里程16.10万km,居世界第一，20万以上人口的城市中，高速公路的覆盖率达到98%。高速公路极大地提高了人们的出行效率，带动了物流业的快速发展，为提高人们的生活水平以及发展经济建设做出了巨大贡献，但也不可避免地产生了诸多环境问题。在高速公路运营期间，交通噪声作为高速公路的四大环境污染之一时刻影响着公路两边居民的生活、学习和工作，随着人们环保意识和维权意识的增强以及对生活水平的要求不断地提高，由于高速公路交通噪声引起的投诉也不断地增加[1-3]。

2 高速公路噪声的影响因素

行驶中的各种车辆是造成高速公路噪声污染的主要原因，包括轮胎与地面的摩擦、车辆部件之间的摩擦、车辆与空气的摩擦、车辆所载物品之间的摩擦，以及发生突发情况时的鸣笛声和急刹车时轮胎摩擦地面的噪声。其中，行驶速度的快慢、风力的大小、行驶的方向、车辆的构造、轮胎质量的优劣、载重量的多少、路面的均匀性等都是产生高速公路噪声大小的影响因素。

高速公路噪声污染中，无论车辆处于加速行驶中还是匀速行驶状态，运用大功率发动机的车辆，其发动机转速决定了车辆动力带来的交通噪声污染，在行驶过程中产生的噪声更大；不同的车辆其产生的噪声大小也是有区别的，车型越大，产生的噪声也越大，大型车辆比较集中的高速公路路段，其交通噪声的污染也越严重。

与车型相对应的是车辆的载重量，车辆的载重量与噪声大小呈正相关的关系，车辆的载重量越大，产生的噪声也越大，反之则越小。另外，当行驶车辆爬坡时，随着道路坡度的增加，车辆产生的噪声也会随之增加。行车速度也是影响噪声的因素之一。在行驶过程中，车速越快，产生的噪声也越大；高速公路的车流量对噪声产生的影响也是显而易见的。一天之内，车流量较小的时间段，噪声的污染相对较小。

高速公路的噪声很大一部分来源于轮胎和路面的摩擦声，路面结构的空隙率、表面纹理和摩擦系数等和轮胎花纹的不同组合会产生不同声级的噪声。因此，改进路面和路基材料可有效降低噪声的强度。

3 实例项目噪声监测情况

选取宁沪高速公路某一路段，选取距离高速公路中心线200 m以内的路段作为检测对象，依据GB 3096—2008声环境质量标准进行监测，每个监测点连续监测1 d，昼夜各1次，每次监测时间为20 min，监测过程中，同时记录周边环境特征和气象条件，同时记录大、中、小型的车流量。于一周内完成20个点位的连续监测，以下选取几个有代表性的敏感监测点，具体如表1所示。

表1 交通噪声敏感点监测结果 dB

根据以上检测数据，沿线噪声值具有白天和夜间差距很小的特点，而声环境标准中，夜间超标值较昼间低15 dB。从检测结果上，距高速公路50 m范围内，昼间达标率100%，有一部分的点处于夜间达标边缘；距高速公路50 m范围外，昼间和夜间超标率均为100%。而且，如表1所示，设置有声屏障的监测点噪声在与路中心同等距离的情况下，噪声影响明显小于没有声屏障的监测点。

4 高速公路噪声防治措施

目前，高速公路噪声防治措施，主要包括使用降噪路面材料、设置隔声屏障、修筑路基、修建隔声墙、种植隔声林带、环保搬迁、安装隔声窗等。这些防控措施可以依据高速公路的具体状况单独使用，也可以混合使用，以下针对上述各种防治措施进行详细分析。

4.1 采用降噪路面材料

降噪路面是指具有降低轮胎和路面摩擦产生的噪声功能的路面。路面降噪主要有两种方法：

1)加铺耗磨层。就是表面铺筑降噪功能层，厚度为2 cm左右，一般不大于4 cm，如OGFC(开级配沥青磨耗层)。这种结构在压实后能够达到20%的空隙率，具有抗噪声、抗车辙、提高道路标志的可视性等特点，同时还能提高雨天路面的抗滑性能、减少溅水与水漂现象,提高道路交通的安全性。

2)多孔隙降噪结构层，也就是路面结构部分。有降噪和排水的功能，称为低噪声路面或排水性路面。采用降噪声路面可以降低3 dB～8 dB的噪声，作为一种环保道路方面的技术，降噪路面在国内外得到广泛应用。

路面降噪材料可以从声源上降低高速公路噪声污染，具有广阔的发展前景。但是，仍然存在许多不足之处。例如，孔隙率越大，对路面材料的耐久性要求越高，而空隙率越高，对骨料和黏结剂的附着力和水稳定性的要求更高，因此，材料的使用寿命需要改善。

4.2 设置声屏障

声屏障又称隔离墙，主要是通过声屏障材料来吸收和反射声波，以达到降低高速公路噪声的目的。一般来说，当声波的传播到达声屏障时,会发生反射、投射以及衍射现象。一部分声波会越过声屏障的顶部并辐射到受声点，而一部分声波会穿透声屏障而发生反射。声屏障的作用是阻挡直达声波的传播,隔离投射的声波,使衍射声波有足够的衰减，所以声屏障的降噪效果可以达到5 dB～10 dB。实际的降噪效果因声屏障材料和实际参数而异，如声屏障的高度、长度和生源特性。声屏障作为高速公路常见的一种防噪声措施，具备施工周期短、可拆卸、降噪效果明显等的优点，而且还可以节约土地，施工对周围居民的生活影响不大，因此在国内外被广泛应用。

但声屏障也有其局限性，在设置有声屏障的高速路上行驶有压抑和单调的感觉，且其造价较高，如果采用透明材料，还会有反光现象，使驾驶员有眩晕的感觉。同时，还需要经常清晰，额外产生一笔费用。

4.3 种植防噪林带

在高速公路两侧种植一些适合的树木及绿化植物，形成绿化带，可以有效降低噪声。噪声的传播会因为树叶的摆动和树枝的生长方向而衰减，路边的草地也可以减少噪声的反射，达到降噪的效果。种植防噪林带的降噪效果和植被的种类、种植的密度、树木的高度以及植被的宽度等因素密切相关。相关资料表明，当防噪林带的宽度超过10 m时，可以降低噪声4 dB～5 dB，原因是投射到植物叶子上的声能一部分被反射回来，一部分被叶片威震消耗掉。

防噪林带不仅可以降低噪声，还可以净化空气，美化环境。在黄土高原地区，种植防噪林带还可以防治水土流失。但是，种植隔声林带的降噪效果仍有限，其局限性也很明显，即种植隔声林带需要大量的土地，占地问题不易解决，如果纳入高速公路工程中，投资将大大增加。另一方面，在北方的冬季，树木落叶后，降噪效果大大降低。

4.4 修筑路堑路基

当拟建高速公路两旁的水文地质条件和环境条件允许的前提下，可以考虑修筑路堑路基。路堑的深度一般是由环境敏感区域的噪声超标程度而确定,而路堑的长度则是由道路方向沿线的敏感区域的范围而定(见图1)。日本的研究资料显示：高速公路的降噪效果一般以路堑路基形式为最佳。而美国在修建高速公路时，当通过声环境敏感区域时,也经常选择路堑路基方式。这种方式不但可以降低交通噪声，还不会因为设立声屏障而影响公路两侧的景观。研究表明,路堑深度达到3 m～4 m，长度达到100 m～500 m，当机动车行驶离路侧距离为50 m时,其降噪效果可达20 dB。

修筑路堑路基对防治高速公路噪声有很好的效果，但其缺点是许多路段的水文地质不具备条件，而且占地面积大，考虑水土保持需要耗费一定的资金。

4.5 环保搬迁

环保搬迁是为实现环境保护的目标，政府机关或者受托实施搬迁的单位，将搬迁所在地路段噪声敏感点的单位和个人的房屋。噪声超标的，按照集体土地和国有土地征收、搬迁法的规定。由于噪声强度随着距声源距离的增加而降低，增加敏感点到高速公路噪声区的距离可以大大降低来自高速公路的交通噪声。

该办法的优点是将可能遭受噪声污染的敏感点搬离受噪声污染的区域，可彻底消除高速公路交通噪声带来的危害。但其缺点也非常显著，环保搬迁难度大，费用高，对居民的生产和生活产生很大的影响，而且搬迁的选址难度也大。因而，这种办法只适合于地处偏僻，分布比较零散的居民区。

4.6 加装隔声窗

高速公路的防噪声措施应依据实地环境具体考虑，如果在上述措施都不可行的情况下，为保证高速公路沿线建筑物室内的声环境达标，可考虑在路边的建筑物的窗户上增加通风隔声窗，通风隔声窗可起到一定的防噪声效果，且不影响屋内的通风。有专业厂家生产的通风隔声窗能达到降噪20 dB的效果。但是，通风隔声窗的成本要比普通隔声窗高，因此，在无法设置声屏障的敏感点使用通风隔声窗。

4.7 修建防噪声围墙

防噪声围墙指的是为减轻行车噪声对附近居民的影响而设置在公路侧旁的墙式构造物。目前，建造防噪声围墙使用的主要材料有石英砂砖、黏土砖、矿渣砖、煤渣砖、混凝土砖等。抗噪墙的墙体施工结构有板式、槽式两种；其中，降噪效果最好的是石英砂砖制作的槽型防噪围墙，综合降噪效果达到5 dB～10 dB。但是，防噪声围墙形式比较简单，不够灵活，对道路和敏感点的位置关系和距离要求比较高。

4.8 使用白噪声发生器

除了以上防治噪声污染的技术手段外，我们可以换一种思维方式，不去阻挡噪声，而是添加对人身心健康有利的白噪声。虽然高速路的噪声会使人产生焦虑，烦躁的感觉，但是泉水的声音却会使人愉悦。因此，可以使用白噪声来抑制道路噪声的影响。白噪声是一种在整个频域内功率密度恒定的噪声。在家中运用白噪声发生器，白噪声听起来像雨声、海浪撞击岩石，或风吹过树叶沙沙作响。这种声音是具有自然气息的“和谐”声音。白噪声的声波以与周围噪声声波相反的相位播放，两波相互抵消，就听不到周围的噪声了。这是一种具有创造性和成本效益的方式，也是当前噪声防治探索和研究的方向。

5 结论与展望

随着人们生活质量的不断提高，高速公路噪声污染越来越受到人们的关注，也逐渐成为环保部门关注的焦点。目前我国高速公路采用降噪路面材料、隔声屏障、路基建设、植树造林、增设防噪声墙、环保搬迁等防噪声措施得到广泛应用，这些措施从不同的角度对高速公路的噪声进行防治和处理，各有利弊，施工过程中应根据环境的实际情况，因地制宜，具体选取一种或几种防噪措施组合使用。虽然能够起到一定的作用，但是要从根本上解决问题，还需从源头出发，从噪声的产生、传播途径、敏感点三个方面入手，做好建设规划，通过各方面的联合力量确保高速公路周边居民免收交通噪声污染的困扰。