環(huán)城高速公路增設(shè)聲屏障工程方案研究與設(shè)計(jì)

劉 陽

（河北銳馳交通工程咨詢有限公司，河北 石家莊 050000）

1 項(xiàng)目概述

唐山市環(huán)城高速東環(huán)公路途徑開平區(qū)、路南區(qū)及豐南區(qū)等區(qū)域，沿線城區(qū)、村莊較多，車輛在高速行駛時(shí)，產(chǎn)生的噪聲會(huì)干擾附近居民的正常生活。隨著我國經(jīng)濟(jì)快速地增長(zhǎng)，環(huán)城高速車流量會(huì)急劇增加，由此產(chǎn)生的噪音對(duì)高速公路沿線周圍環(huán)境的影響越來越大。

隨著唐山市“南拓東聯(lián)”戰(zhàn)略的深入實(shí)施，城市建設(shè)水平的提高、周邊整體環(huán)境的打造、城市道路景觀的提升，城鎮(zhèn)及村莊的居民區(qū)也越來越繁華，而交通量仍會(huì)逐年增加，交通噪聲對(duì)沿線居民產(chǎn)生的影響將會(huì)越來越嚴(yán)重，因此，人民群眾居住環(huán)境的改善成為亟待解決的問題。

2 公路養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG B04—2010）規(guī)定，在高速公路兩側(cè)一定距離內(nèi)的農(nóng)村居民區(qū)交通噪聲級(jí)能應(yīng)符合《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096—2008）中規(guī)定的4 a 類區(qū)環(huán)境噪聲值，即晝間70 dB，夜間55 dB。

高速公路兩側(cè)4a 類聲環(huán)境功能區(qū)距離確定方法應(yīng)根據(jù)《聲環(huán)境功能區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》（GB/T15190—2014）的要求：（1）相鄰區(qū)域?yàn)? 類聲環(huán)境功能區(qū)，距離為50±5 m；（2）相鄰區(qū)域?yàn)? 類聲環(huán)境功能區(qū)，距離為35±5 m；（3）相鄰區(qū)域?yàn)? 類聲環(huán)境功能區(qū)，距離為20±5 m。

2.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/B04—2010）的相關(guān)要求：聲屏障高度一般為3～5 m，當(dāng)噪聲衰減需要聲屏障高度超過5 m 時(shí)，可將聲屏障的上部做成折形或弧形，將端部伸向公路，以增大有效高度；聲屏障外延長(zhǎng)度不宜小于受保護(hù)對(duì)象到聲屏障距離的2 倍；當(dāng)聲屏障長(zhǎng)度大于l km 時(shí)，應(yīng)設(shè)緊急疏散口，疏散口不能過大，門扇應(yīng)封閉，易開啟。

3 工程現(xiàn)狀

隨著唐山市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城區(qū)逐步向東南地區(qū)發(fā)展，環(huán)城高速兩側(cè)居民區(qū)會(huì)越來越繁華，對(duì)高速公路環(huán)境保護(hù)提出了更高要求?，F(xiàn)環(huán)城高速沿線經(jīng)過南王官營(yíng)村、小六甲村、劉莊村、徐莊子村、鼓樓莊村、石泉莊村、聶各莊村、雙坨村、稻地村等9 座村莊，均位于環(huán)城高速的兩側(cè)，距離高速10～35 m，高速上行駛的車輛產(chǎn)生的噪音干擾附近居民的正常生活，影響居民休息。

通過對(duì)敏感點(diǎn)交通噪聲進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)《環(huán)城高速公路運(yùn)營(yíng)期聲環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)告》（冀交環(huán)檢聲字〔005 號(hào)〕），各村莊晝夜間噪聲值見表1。

表1 村莊晝夜間噪聲值

南王官營(yíng)村、小六甲村等9 座村莊環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)均為4a 類聲環(huán)境功能區(qū)，噪聲值為晝間70 dB，夜間55 dB。表1 檢測(cè)數(shù)據(jù)表明：各村莊晝間噪聲值均達(dá)標(biāo)，夜間噪聲值均不符合標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)值在2.1～5.4 dB 之間，因此，需對(duì)9 座村莊采取降噪措施，力爭(zhēng)為環(huán)城高速沿線村民創(chuàng)造良好的生產(chǎn)生活環(huán)境。

4 備選方案選定

4.1 降噪措施方案對(duì)比

綜合考慮高速公路沿線敏感點(diǎn)位置及功能要求，通?？刹捎梅N植綠化帶、現(xiàn)有房屋搬遷、調(diào)整臨噪聲源一側(cè)建筑物的使用功能、建造聲屏障等措施來降低噪聲的影響。（1）種植綠化帶不僅能降低交通噪聲的影響，還改善了路標(biāo)的景觀，但是該減噪措施需要有大量的土地建立綠化林帶，顯然不太實(shí)際。（2）搬遷現(xiàn)有房屋可永久性解決噪聲污染問題，且具有顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益，但是該減噪措施需重新征用土地進(jìn)行開發(fā)建設(shè)，綜合投資較大。（3）建筑物設(shè)置隔聲設(shè)施也能減少公路交通噪聲造成的影響，但由于窗戶密閉，安裝通風(fēng)設(shè)施就成為必然，所以花費(fèi)也較昂貴。（4）建造公路聲屏障亦是一種切實(shí)可行的降噪措施，且施工方便、建設(shè)周期短的特點(diǎn)，近年被廣泛采用，但是聲屏障礙易使司乘人員產(chǎn)生壓抑感。

通過搜集國內(nèi)外研究資料，分析各降噪措施優(yōu)缺點(diǎn)，表明建造聲屏障的綜合效益最好，因此，本路段優(yōu)先考慮采用該降噪措施。

4.2 聲屏障設(shè)計(jì)

各村莊晝間噪聲值均符合規(guī)范規(guī)定，夜間噪聲超標(biāo)值在2.1～5.4 dB 之間，因此，設(shè)計(jì)降噪目標(biāo)值為5.4 dB。通過已知數(shù)據(jù)，根據(jù)公式計(jì)算得出本項(xiàng)目聲屏障所需高度為3 m。

4.3 聲屏障方案比選

聲屏障材料選用總體原則是降噪效果性能良好、結(jié)構(gòu)安全可靠、材料價(jià)格經(jīng)濟(jì)、安裝成本低、經(jīng)久耐用、使用壽命長(zhǎng)、景觀協(xié)調(diào)、美觀大方等方面。公路聲屏障根據(jù)材料性能、施工方法、施工工藝的不同，分為高強(qiáng)水泥板聲屏障、復(fù)合金屬板聲屏障、卡布隆板聲屏障、泡沫鋁聲屏障，因此本項(xiàng)目對(duì)該四種方案進(jìn)行比選。

4.3.1 高強(qiáng)水泥板聲屏障

由非金屬條孔板、吸聲填料、阻尼層和非金屬背板組成，吸聲填料為48 kg/m3離心玻璃棉板，平均吸聲系數(shù)為0.77。（1）優(yōu)勢(shì)是原材料綠色環(huán)保，無任何有害物質(zhì)，板材具有耐酸侵蝕性強(qiáng)，良好的抗彎曲、抗沖擊性，良好的吸隔聲，防潮，防火的性能，實(shí)現(xiàn)了輕質(zhì)高強(qiáng)，并增強(qiáng)了整體隔音效果。（2）劣勢(shì)是單位面積過重，運(yùn)輸安裝成本高，顏色單調(diào)不美觀，后期維護(hù)成本較高。

4.3.2 復(fù)合金屬板聲屏障

由鋁合金卷板、鍍鋅卷板組成，內(nèi)包吸聲玻璃棉，可選擇多種色彩和造型進(jìn)行組合，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。（1）優(yōu)勢(shì)是施工簡(jiǎn)便，易維修，板材具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，重量輕，造型多樣美觀，吸聲性能突出的特點(diǎn)，防火性能高，抗腐蝕性能強(qiáng)，具有良好的抗老化、抗沖擊性能。（2）劣勢(shì)是材料環(huán)保效果較差，造價(jià)較高。

4.3.3 卡布隆板聲屏障

由卡布隆板和龍骨組成，卡布隆板作為一種優(yōu)良的塑料產(chǎn)品，應(yīng)用范圍廣泛，整體外觀非常美觀。（1）優(yōu)勢(shì)是板材抗沖擊性能極佳，拉伸強(qiáng)度好，抗彎性良好，耐溫、耐候性強(qiáng)，具有透光效果好、隔聲量高的特點(diǎn)，型式美觀。（2）劣勢(shì)是對(duì)強(qiáng)酸堿、苯類、氯化烴類和酯類的抵抗性能稍差，極易產(chǎn)生溶解、溶脹或分解的現(xiàn)象，易碎、易變形，造價(jià)成本高。

4.3.4 泡沫鋁聲屏障

由泡沫鋁和金屬板組成，泡沫鋁是鋁合金發(fā)泡生產(chǎn)的新型輕金屬材料，廣泛應(yīng)用于道路聲屏障、軍工航天、軌道交通、艦船制造等尖端裝備領(lǐng)域。優(yōu)勢(shì)是原材料密度小、強(qiáng)度大、綠色環(huán)保，使用壽命長(zhǎng)，具有吸音隔音、吸能緩沖、阻燃防爆等諸多優(yōu)異性能，有較好的耐熱性、耐腐蝕性、耐候性，使用壽命長(zhǎng)，可回收利用；劣勢(shì)是造價(jià)非常高。

通過對(duì)四種不同類型聲屏障的優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)泡沫鋁聲屏障吸隔聲能力、使用壽命、環(huán)保能力等性能上均優(yōu)于其他三種型式聲屏障。泡沫鋁技術(shù)材料性能穩(wěn)定，綜合降噪系數(shù)大于0.7，具有良好的隔音能力，使用壽命為30～50 a，100%可再生，循環(huán)利用，無色無味，對(duì)人體無害，綜合使用效益最高，因此，本工程推薦使用泡沫鋁聲屏障。

5 結(jié)語

（1）經(jīng)過綜合分析及論證計(jì)算后，工程對(duì)南王官營(yíng)村、小六甲村等9 處敏感點(diǎn)設(shè)置泡沫鋁聲屏障3.67 km，可使敏感點(diǎn)處于聲影區(qū)之內(nèi)，同時(shí)噪聲值也能滿足4a 類標(biāo)準(zhǔn)。泡沫鋁聲屏障屏體為泡沫鋁吸聲箱，吸聲箱正面安裝厚度為10 mm 的泡沫鋁板，背面為鍍鋅鋼板，中間為70 mm 厚空氣層。（2）聲屏障應(yīng)設(shè)置在距土路肩邊緣0.75 m 處，屏體高度為3 m，立柱間距為2 m，基礎(chǔ)采用C25 現(xiàn)澆混凝土。施工過程中，為把施工期噪聲對(duì)周圍居民的影響減少到最低程度，建議根據(jù)施工要求和機(jī)械設(shè)備條件，盡可能選擇噪聲值較低的施工機(jī)械。施工前應(yīng)制訂詳細(xì)的施工計(jì)劃，合理安排施工時(shí)間。