高速公路噪聲污染治理設(shè)施分類及效果研究

郝金杰

（山西路橋市政工程有限公司，山西 太原 030006）

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，促使高速公路的建設(shè)規(guī)模達到新的高度，高速公路在滿足使用者便捷通行的同時，給高速公路沿線區(qū)域帶來了噪聲污染，對沿線居民生產(chǎn)、生活帶來一定影響。目前，交通噪聲污染已成為高速公路的主要污染源之一[1]。公路交通噪聲污染控制是一個涉及到噪聲污染控制技術(shù)、公路設(shè)計、路網(wǎng)規(guī)劃、建筑規(guī)劃、行政管理等多方面的綜合性問題[2]。本文著眼于噪聲控制技術(shù)方面，對3種常見的噪聲污染治理設(shè)施的降噪效果進行監(jiān)測并分析研究，通過控制交通噪聲污染,使沿線居民的聲環(huán)境質(zhì)量得到改善。

1 高速公路噪聲污染治理設(shè)施分類

高速公路噪聲是車輛在公路上行駛時，車輛自身驅(qū)動系統(tǒng)以及輪胎與路面摩擦所產(chǎn)生的噪聲，主要由動力噪聲和輪胎噪聲兩部分構(gòu)成[3]。

高速公路噪聲污染治理設(shè)施可分為控制噪聲傳播設(shè)施、降低噪聲輻射設(shè)施、接受者防護設(shè)施，對應(yīng)的代表性工程治理設(shè)施為聲屏障、綠化林帶和隔聲窗。

1.1 聲屏障

通過構(gòu)建聲屏障防治高速公路噪聲污染是目前應(yīng)用最廣泛的方式之一，其防治效果主要覆蓋聲屏障所遮擋的范圍。聲屏障降噪原理為運用多孔吸聲材料對聲波進行吸收、反射達到防噪、降噪效果[4]。

聲屏障的實際降噪效果與聲屏障選用的材質(zhì)、設(shè)置的造型、長度、厚度、高度及噪聲聲源特性等方面密切相關(guān)。現(xiàn)有聲屏障結(jié)構(gòu)類型豐富，各類型具有較大的功能差異，依據(jù)聲屏障結(jié)構(gòu)可劃分為以下5種類型，見表1。

表1 聲屏障結(jié)構(gòu)類型對比

1.2 綠化林帶

綠化林帶是自然界防噪、降噪最有效的生態(tài)防護屏障。綠化林帶降噪原理為植物的枝干及葉片表層的絨毛和氣孔對聲波進行吸收、散射，并通過葉片的擺動使聲波進行反射，實現(xiàn)噪聲的消散。

綠化林帶的實際降噪效果與植物樹種、株高、胸徑、冠幅、配置層次、配置密度等關(guān)系密切。綠化林帶適用于高速公路沿線原始綠化條件較好且路側(cè)可利用寬度較大的區(qū)域，將工程綠化林帶與原始綠化林帶緊密融合，達到降噪效果。

1.3 隔聲窗

隔聲窗降噪原理為將對阻尼膠、阻尼膜等隔聲材料在高溫、高壓作用下黏合而成的玻璃進行雙層中空搭配，并在窗架內(nèi)填充吸聲材料。隔聲窗的設(shè)置可有效地吸收、隔離來自各頻段的噪聲聲波。

隔聲窗的實際降噪效果與隔聲窗使用的隔聲材質(zhì)、玻璃面積、玻璃厚度、中空層厚度、填充的吸聲材料種類、密度等關(guān)系密切。其適用于高速公路沿線受噪聲影響且分布較分散的建筑物。

2 高速公路噪聲污染治理設(shè)施效果

2.1 聲屏障

《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》第36條規(guī)定，“建設(shè)經(jīng)過已有的噪聲敏感建筑物集中區(qū)域的高速公路和城市高架、輕軌道路,有可能造成環(huán)境污染的，應(yīng)當(dāng)設(shè)置聲屏障或者采取其他有效的控制環(huán)境噪聲污染的措施”[5]。由此證明，聲屏障為國家、行業(yè)認(rèn)可的一種降噪設(shè)施。

為測試聲屏障實際降噪效果，選擇山西省神池至河曲高速公路呂梁市臨縣劉家圪臺村路段設(shè)置的金屬結(jié)構(gòu)聲屏障（中心樁號為：K225+430）（見圖1）進行聲屏障降噪效果監(jiān)測，監(jiān)測要求按照我國環(huán)境保護行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《聲屏障聲學(xué)設(shè)計和測量規(guī)范》（HJ/T90—2004）要求執(zhí)行。

圖1 劉家圪臺金屬結(jié)構(gòu)聲屏障現(xiàn)狀照片

劉家圪臺村與該公路路段的最近距離為5 m，高差為-20 m，公路在該路段為橋梁形式。該處聲屏障設(shè)置起止點樁號為：K225+330—K225+530，聲屏障總長度為200 m，高度為3 m。

噪聲監(jiān)測點共布設(shè)6處：

a）監(jiān)測點1 聲屏障后方距離5 m處的建筑聲環(huán)境敏感點（見圖2）。

圖2 劉家圪臺村聲環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測點位布設(shè)示意圖

b）監(jiān)測點2 聲屏障對應(yīng)的無聲屏障開闊地帶5 m處。

c）監(jiān)測點3 聲屏障后方10 m處。

d）監(jiān)測點4 聲屏障對應(yīng)的無聲屏障開闊地帶10 m處。

e）監(jiān)測點5 聲屏障后方20 m處。

f）監(jiān)測點6 聲屏障對應(yīng)的無聲屏障開闊地帶20 m處。

聲屏障降噪效果采用同步測定法進行監(jiān)測，監(jiān)測周期為2 d，每天晝間（早 6∶00至晚22∶00）1次，夜間（晚22∶00至早6∶00）1次，單次監(jiān)測時間為20 min，并同步記錄車流量。

根據(jù)對劉家圪臺村所布設(shè)6個監(jiān)測點的噪聲監(jiān)測結(jié)果，得出該處金屬結(jié)構(gòu)聲屏障降噪效果，見表2。

表2 劉家圪臺村金屬結(jié)構(gòu)聲屏障降噪效果

對比上述監(jiān)測結(jié)果可知：劉家圪臺村金屬結(jié)構(gòu)聲屏障的晝間降噪量范圍為3.8～9.2 dB、夜間降噪量范圍為3.2～10 dB，降噪效果明顯，且晝夜間降噪量均達到聲屏障質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)。

聲屏障對高速公路的低頻噪聲降噪效果有限，另外高速公路的噪聲還存在部分固體傳聲，尚無法利用聲屏障進行阻隔降噪。

2.2 綠化林帶

降噪綠化林帶可起到一定吸聲、降噪效果,但對于噪聲超標(biāo)量較大的高速公路，綠化林帶的設(shè)置遠無法滿足高速公路運營期間的降噪需求。以喬、灌木為主進行配置的綠化林帶為例，在植物生長茂密的情況下其降噪效果仍然較為微弱，見表3。

表3 高速公路綠化林帶降噪量表

表4 山東省濟青高速公路綠化林帶降噪量表

參考山東省濟南至青島高速公路綠化林帶降噪量表[6-7]，見表4，分析得出以下結(jié)論：

a）同等綠化種植層數(shù)下，95 m寬度的綠化林帶與45 m寬度的綠化林帶相比，降噪量差達3.8 dB。因此，綠化林帶的降噪量與綠化林帶的寬度呈正相關(guān)。

b）對比上述4個試驗點綠化林帶寬度與降噪量，可看出試驗點1的綠化林帶寬度在中等情況下，由于綠化種植層數(shù)較多使綠化林帶的降噪達到比較好的效果。因此，綠化林帶的降噪量與綠化林帶的植物種植層數(shù)呈正相關(guān)。

2.3 隔聲窗

對于適宜采用隔聲窗的敏感點，應(yīng)在受噪聲影響的沿線敏感點的建筑上設(shè)置隔聲窗。根據(jù)孔彩英對崇啟通道（上海段）崇明越江通道隔聲窗工程的實驗，實驗選用隔聲窗規(guī)格為內(nèi)側(cè)玻璃厚度5 mm、中空層厚度9 mm、外側(cè)玻璃厚度5 mm。監(jiān)測結(jié)果可知隔聲窗安裝后可有效降噪15.6～26.5 dB，且晝夜噪聲值均滿足《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》（GB 50118—2010）要求[8]。

3 結(jié)論

通過對上述3種高速公路噪聲污染治理設(shè)施研究分析得出以下結(jié)論：

a）聲屏障降噪效果較好，工程適用性最佳，另具有環(huán)保、節(jié)能、易施工、易維護等特點。但其降噪范圍僅為聲屏障遮擋區(qū)域，且對高速公路低頻噪聲的降噪效果微弱。

b）綠化林帶降噪效果最弱，其降噪量與綠化林帶的寬度和綠化種植層數(shù)呈正相關(guān)，適宜路側(cè)具有大量綠化用地的情況下使用。

c）隔聲窗降噪效果較好，一般可有效降噪20～30 dB，但僅適用于高速公路沿線較近的建筑物使用，具有一定的局限性，實施性較差。