高速公路聲屏障降噪效果研究

何曉云1 張曉媛1 李琰1 孫雅博1 張乃綺2

（1. 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河北石家莊 050026 2. 河北省環(huán)境監(jiān)測研究所 河北石家莊 050000）

目前，河北大規(guī)模的高速公路在建或待建，截止2011 年底，河北省高速公路通車里程達5000 公里，到“十二五”末，河北省高速公路通車里程將達7000 公里，位居全國前列[1]。便捷的高速公路不僅給人們帶來嚴重的噪聲污染，而且也影響了公路沿線居民正常的工作、學(xué)習(xí)和生活。本文結(jié)合實地監(jiān)測結(jié)果，對河北高速公路現(xiàn)有聲屏障的降噪效果進行了分析和評估。

一、河北高速公路現(xiàn)有聲屏障類型介紹

目前，河北高速公路所使用的聲屏障主要包含以下幾種類型。

1. 混凝土聲屏障

混凝土聲屏障具有價格低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)，壽命長等等特點，是國內(nèi)外交通聲屏障中最常用的一種。但傳統(tǒng)的混凝土聲屏障因材料吸聲等條件的限制，能夠降噪約5dB，效果一般。

現(xiàn)使用的混凝土聲屏障，多是復(fù)合水泥式隔聲屏障，該聲屏障采用一種多孔木纖維混凝土砌塊為吸隔聲單元，通過特殊化學(xué)處理過程，與水泥、軟木類木切片按一定比例混合，經(jīng)模具塑造后養(yǎng)護硬化而成。該聲屏障不僅具有較好的吸聲、隔聲性能，還具有防火和絕熱的作用。在多種環(huán)境如炎熱、嚴寒、潮濕和干旱的條件下也可以使用，見圖1。

2.百葉孔聲屏障

百葉孔聲屏障材料采用鍍鋅板和鋁板合成的金屬質(zhì)地聲屏障，適用于住宅小區(qū)、學(xué)校和醫(yī)院，離噪音聲源相對來說有一段距離的情況下實用的隔音降噪產(chǎn)品，見圖2。

該聲屏障的優(yōu)點是吸音效果顯著，防雨性能好，缺點是開孔率大，聲音吸收不完全。

圖1 混凝土聲屏障

圖3 透明組合型聲屏障

圖2 百葉孔聲屏障

圖4 聲能的反射、吸收及聲 屏障隔聲示意圖

3.透明組合型聲屏障

該聲屏障根據(jù)材料一般分為玻璃鋼聲屏障和PC 透明板聲屏障。PC透明板聲屏障主要適用于于橋梁段上面，該聲屏障透明度高，利于司機視線，但是不能夠吸音，只是隔音板，現(xiàn)階段大多使用的是PC 復(fù)合型透明板，見圖3。玻璃鋼聲屏障景觀效果好，也利于駕駛員的空間感，但該聲屏障對高層建筑的降噪效果一般。

二、 測試方法

1.聲屏障的降噪原理

聲屏障是指聲源和受聲點之間，插入一個障礙物例如板或墻的設(shè)施，使聲音的傳播大部分被反射或吸收，使其有顯著的衰減，從而在接收者所在的一定區(qū)域內(nèi)噪聲級明顯降低，達到降噪的效果，其示意圖見圖4。

同時聲屏障的減噪量與噪聲的頻率、屏障的高度以及聲源與接收點之間的距離等因素有關(guān)[3]。

2.測點設(shè)置

本次研究選擇了分別位于石黃高速藁城段、大廣高速衡水段、遷曹高速曹妃甸段的3 處典型聲屏障，評估現(xiàn)有各類型聲屏障的降噪效果。

噪聲監(jiān)測點布設(shè)在聲屏障中部，各設(shè)2 處，聲屏障前1m、后1m、后10m 各布設(shè)一個測點。對照點2 處，設(shè)在與所測聲屏障測點附近環(huán)境條件相似的無聲屏障位置上。聲屏障降噪效果采用同步測定法監(jiān)測，每天監(jiān)測4 次，其中晝間、高峰和平均時段各監(jiān)測1次，夜間22點后監(jiān)測2 次，每次監(jiān)測10min，連續(xù)測3 天，同時記錄車流量。測量時排除敏感點附近人為因素和偶發(fā)聲的影響[4]。

各監(jiān)測點位布設(shè)情況見表1。

表1 聲屏障降噪效果監(jiān)測點布設(shè)情況表

三、監(jiān)測結(jié)果與討論

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)計算得到監(jiān)測點晝間及夜間的等效連續(xù)A聲級，監(jiān)測各點值取其平均結(jié)果。見表2。材料的聲屏障降噪量不同，平均達到10 ～16dB，效果明顯。

表2 聲屏障降噪效果測試結(jié)果表 單位：LAeq（dB）

在三種材料中，復(fù)合混凝土型聲屏障效果最好，晝夜間平均降噪量分別達到15.1 和15.9dB；百葉孔次之，晝夜間平均降噪量分別達到12.6 和11.3dB；透明組合型PC 復(fù)合板型最弱，晝夜間平均降噪量分別為10.8 和11dB。從三種聲屏障的監(jiān)測結(jié)果可知，混凝土粗糙表面具有一定的吸聲作用，因此其降噪效果要好于單純依賴反射作用的透明復(fù)合板，百葉孔聲屏障綜合了微孔共振吸聲結(jié)構(gòu)，且下部金屬板具有一定反射作用，因此降噪效果也優(yōu)于透明組合型聲屏障。

四、結(jié)論

1.高速公路聲屏障對公路沿線居民的聲環(huán)境質(zhì)量起到明顯的降噪效果；

2.測試的三種類型聲屏障降噪量可達到10 ～16 分貝，其中復(fù)合型混凝土聲屏障效果最好,其次為百葉孔，最弱為透明組合型聲屏障；

3.現(xiàn)有聲屏障降噪能力受地理環(huán)境或其他因素影響，降噪效果可進一步提高；

4.聲屏障整體維護費用較高。

圖5 不同類型聲屏障平均降噪量柱狀圖

從表2 中可以看出，車流量巨大的高速公路，臨路監(jiān)測點如測點3 噪聲級很高；從圖5 中可以看出，三種

[1]劉彬 ，王哲. 河北：年末高速公路總里程突破5000 公里[N],燕趙都市報，2012-2-12（6）

[2]蔣紅梅，張?zhí)m軍. 國內(nèi)外高速公路聲屏障研究進展，公路交通技術(shù)，2007（9）:128-130

[3]陸豫，李云濤，毛志剛.廣西高速公路聲屏障降噪效果研究，西部交通科技，2012（7）:131-133

[4]聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.

課題是河北省科技廳“河北省高速公路聲屏障降噪效果評價研究”（課題編號：13274217）項目的部分成果。