環城高速公路增設聲屏障工程方案研究與設計

劉 陽

（河北銳馳交通工程咨詢有限公司，河北 石家莊 050000）

1 項目概述

唐山市環城高速東環公路途徑開平區、路南區及豐南區等區域，沿線城區、村莊較多，車輛在高速行駛時，產生的噪聲會干擾附近居民的正常生活。隨著我國經濟快速地增長，環城高速車流量會急劇增加，由此產生的噪音對高速公路沿線周圍環境的影響越來越大。

隨著唐山市“南拓東聯”戰略的深入實施，城市建設水平的提高、周邊整體環境的打造、城市道路景觀的提升，城鎮及村莊的居民區也越來越繁華，而交通量仍會逐年增加，交通噪聲對沿線居民產生的影響將會越來越嚴重，因此，人民群眾居住環境的改善成為亟待解決的問題。

2 公路養護標準

2.1 環境噪聲標準

根據《公路環境保護設計規范》（JTG B04—2010）規定，在高速公路兩側一定距離內的農村居民區交通噪聲級能應符合《聲環境質量標準》（GB 3096—2008）中規定的4 a 類區環境噪聲值，即晝間70 dB，夜間55 dB。

高速公路兩側4a 類聲環境功能區距離確定方法應根據《聲環境功能區劃分技術規范》（GB/T15190—2014）的要求：（1）相鄰區域為1 類聲環境功能區，距離為50±5 m；（2）相鄰區域為2 類聲環境功能區，距離為35±5 m；（3）相鄰區域為3 類聲環境功能區，距離為20±5 m。

2.2 技術標準

根據《公路環境保護設計規范》（JTG/B04—2010）的相關要求：聲屏障高度一般為3～5 m，當噪聲衰減需要聲屏障高度超過5 m 時，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；聲屏障外延長度不宜小于受保護對象到聲屏障距離的2 倍；當聲屏障長度大于l km 時，應設緊急疏散口，疏散口不能過大，門扇應封閉，易開啟。

3 工程現狀

隨著唐山市經濟的發展，城區逐步向東南地區發展，環城高速兩側居民區會越來越繁華，對高速公路環境保護提出了更高要求。現環城高速沿線經過南王官營村、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，均位于環城高速的兩側，距離高速10～35 m，高速上行駛的車輛產生的噪音干擾附近居民的正常生活，影響居民休息。

通過對敏感點交通噪聲進行檢測，根據《環城高速公路運營期聲環境監測報告》（冀交環檢聲字〔005 號〕），各村莊晝夜間噪聲值見表1。

表1 村莊晝夜間噪聲值

南王官營村、小六甲村等9 座村莊環境噪聲標準均為4a 類聲環境功能區，噪聲值為晝間70 dB，夜間55 dB。表1 檢測數據表明：各村莊晝間噪聲值均達標，夜間噪聲值均不符合標準，超標值在2.1～5.4 dB 之間，因此，需對9 座村莊采取降噪措施，力爭為環城高速沿線村民創造良好的生產生活環境。

4 備選方案選定

4.1 降噪措施方案對比

綜合考慮高速公路沿線敏感點位置及功能要求，通常可采用種植綠化帶、現有房屋搬遷、調整臨噪聲源一側建筑物的使用功能、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，顯然不太實際。（2）搬遷現有房屋可永久性解決噪聲污染問題，且具有顯著的環境效益和社會效益，但是該減噪措施需重新征用土地進行開發建設，綜合投資較大。（3）建筑物設置隔聲設施也能減少公路交通噪聲造成的影響，但由于窗戶密閉，安裝通風設施就成為必然，所以花費也較昂貴。（4）建造公路聲屏障亦是一種切實可行的降噪措施，且施工方便、建設周期短的特點，近年被廣泛采用，但是聲屏障礙易使司乘人員產生壓抑感。

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

4.2 聲屏障設計

各村莊晝間噪聲值均符合規范規定，夜間噪聲超標值在2.1～5.4 dB 之間，因此，設計降噪目標值為5.4 dB。通過已知數據，根據公式計算得出本項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、結構安全可靠、材料價格經濟、安裝成本低、經久耐用、使用壽命長、景觀協調、美觀大方等方面。公路聲屏障根據材料性能、施工方法、施工工藝的不同，分為高強水泥板聲屏障、復合金屬板聲屏障、卡布隆板聲屏障、泡沫鋁聲屏障，因此本項目對該四種方案進行比選。

4.3.1 高強水泥板聲屏障

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，平均吸聲系數為0.77。（1）優勢是原材料綠色環保，無任何有害物質，板材具有耐酸侵蝕性強，良好的抗彎曲、抗沖擊性，良好的吸隔聲，防潮，防火的性能，實現了輕質高強，并增強了整體隔音效果。（2）劣勢是單位面積過重，運輸安裝成本高，顏色單調不美觀，后期維護成本較高。

4.3.2 復合金屬板聲屏障

由鋁合金卷板、鍍鋅卷板組成，內包吸聲玻璃棉，可選擇多種色彩和造型進行組合，與周圍環境相協調。（1）優勢是施工簡便，易維修，板材具有結構強度高，重量輕，造型多樣美觀，吸聲性能突出的特點，防火性能高，抗腐蝕性能強，具有良好的抗老化、抗沖擊性能。（2）劣勢是材料環保效果較差，造價較高。

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良的塑料產品，應用范圍廣泛，整體外觀非常美觀。（1）優勢是板材抗沖擊性能極佳，拉伸強度好，抗彎性良好，耐溫、耐候性強，具有透光效果好、隔聲量高的特點，型式美觀。（2）劣勢是對強酸堿、苯類、氯化烴類和酯類的抵抗性能稍差，極易產生溶解、溶脹或分解的現象，易碎、易變形，造價成本高。

4.3.4 泡沫鋁聲屏障

由泡沫鋁和金屬板組成，泡沫鋁是鋁合金發泡生產的新型輕金屬材料，廣泛應用于道路聲屏障、軍工航天、軌道交通、艦船制造等尖端裝備領域。優勢是原材料密度小、強度大、綠色環保，使用壽命長，具有吸音隔音、吸能緩沖、阻燃防爆等諸多優異性能，有較好的耐熱性、耐腐蝕性、耐候性，使用壽命長，可回收利用；劣勢是造價非常高。

通過對四種不同類型聲屏障的優劣勢進行分析，發現泡沫鋁聲屏障吸隔聲能力、使用壽命、環保能力等性能上均優于其他三種型式聲屏障。泡沫鋁技術材料性能穩定，綜合降噪系數大于0.7，具有良好的隔音能力，使用壽命為30～50 a，100%可再生，循環利用，無色無味，對人體無害，綜合使用效益最高，因此，本工程推薦使用泡沫鋁聲屏障。

5 結語

（1）經過綜合分析及論證計算后，工程對南王官營村、小六甲村等9 處敏感點設置泡沫鋁聲屏障3.67 km，可使敏感點處于聲影區之內，同時噪聲值也能滿足4a 類標準。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）聲屏障應設置在距土路肩邊緣0.75 m 處，屏體高度為3 m，立柱間距為2 m，基礎采用C25 現澆混凝土。施工過程中，為把施工期噪聲對周圍居民的影響減少到最低程度，建議根據施工要求和機械設備條件，盡可能選擇噪聲值較低的施工機械。施工前應制訂詳細的施工計劃，合理安排施工時間。