高速公路建設(shè)降噪措施探討

段亞萍

（交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院，北京 100013）

高速公路建設(shè)降噪措施探討

段亞萍

（交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院，北京 100013）

以青島至蘭州高速公路在寧夏境內(nèi)東山坡至毛家溝段的村莊敏感點(diǎn)頓家川為例，依據(jù)頓家川交通噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合周邊實(shí)際情況進(jìn)行降噪措施分析.找出理論與實(shí)際的差距，得出合理的聲屏障高度，達(dá)到環(huán)境保護(hù)及工程建設(shè)的最優(yōu)結(jié)合，避免不必要的人力與財(cái)力浪費(fèi).

高速公路；交通噪聲；降噪；聲屏障

｀ 近年來(lái)，我國(guó)高速公路里程不斷增長(zhǎng)，隨之而來(lái)的公路交通噪聲也成為目前公路沿線居民投訴最多的擾民現(xiàn)象.降低公路噪聲成為公路建設(shè)單位必須面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題.目前降噪措施最為有效的是聲屏障降噪，聲屏障高度是聲屏障設(shè)計(jì)中一個(gè)主要的技術(shù)指標(biāo).以青島至蘭州高速公路在寧夏境內(nèi)東山坡至毛家溝段的村莊敏感點(diǎn)頓家川預(yù)測(cè)結(jié)果為例，進(jìn)行降噪措施分析.

1 敏感點(diǎn)概況

村莊頓家川處路段為橋梁路段，橋梁跨過(guò)村莊一側(cè)山溝.村莊房屋多為一層磚瓦結(jié)構(gòu)，分布于路右并背對(duì)或側(cè)對(duì)橋梁，與橋梁平行分布，距橋梁64～320 m，房屋有2～3 m高圍墻，評(píng)價(jià)范圍內(nèi)居民93戶400人左右.房屋與擬建公路的位置關(guān)系見(jiàn)圖1.

2 噪聲影響預(yù)測(cè)

（HJ／T 2.4－2009）提出的公路（道路）交通噪聲預(yù)測(cè)模式，即依據(jù)如式（1）、式（2）和式（3），分別對(duì)頓家川在公路建設(shè)的三個(gè)特征年2014年、2020年和2028年進(jìn)行噪聲影響預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1.

圖1 房屋與擬建公路的位置關(guān)系Fig.1 Relationship between the houses and the location of the proposed road

采用《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 聲環(huán)境》

表1 村莊噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果Table 1 Noise prediction of the village

式中，Leq（h）i為第i類車的小時(shí)等效聲級(jí)，dB（A）；（ˉL0E）i為第i類車速度為V i，km／h；水平距離為7.5 m處的能量平均A聲級(jí)，d B（A）；N i為晝間，夜間通過(guò)某個(gè)預(yù)測(cè)點(diǎn)的第i類車平均小時(shí)車流量，輛／h；r為從車道中心線到預(yù)測(cè)點(diǎn)的距離，m；適用于r＞7.5 m預(yù)測(cè)點(diǎn)的噪聲預(yù)測(cè)；V i為第i類車的平均車速，km／h；T為計(jì)算等效聲級(jí)時(shí)間，1 h；ψ1、ψ2分別為預(yù)測(cè)點(diǎn)到有限長(zhǎng)路段兩端的張角，rad.

式中，（Leq）交為總車流量產(chǎn)生的交通噪聲，dB（A）；Leq（h）大、Leq（h）中、Leq（h）小分別為大、中、小型車的小時(shí)等效聲級(jí)，d B（A）.

式中，（Leq）預(yù)為對(duì)敏感點(diǎn)的最終噪聲影響，dB（A）；（Leq）交為總車流量產(chǎn)生的交通噪聲，dB（A）；（Leq）背為敏感點(diǎn)背景噪聲d B（A）.

式（1）為不同車型產(chǎn)生的單車型噪聲值；式（2）為各車型疊加后產(chǎn)生的交通噪聲值；式（3）為噪聲預(yù)測(cè)值和背景值疊加后產(chǎn)生的敏感點(diǎn)噪聲影響值.

中期夜間最大超標(biāo)12.1 dB，對(duì)臨路前排居民正常生活影響較大，須采取聲屏障降噪措施降低噪聲環(huán)境影響.

3 降噪措施分析

3.1 降噪措施選擇

（1）調(diào)整線路，徹底解決此處噪聲問(wèn)題.公路調(diào)整線位需要重新規(guī)劃公路網(wǎng)，重新選擇合適的地形地貌布設(shè)路線，消耗人力、財(cái)力巨大，且由于地形限制，不一定能找到合適的地形布設(shè)路線，可行性低.

（2）采取降噪路面.依據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究成果，對(duì)小汽車而言，車速在40～80 km／h時(shí)，OGFC型降噪路面與普通的瀝青砼路面相比，可降低噪聲2～3 dB（A）［1］.降噪量小，難以滿足降噪要求.頓家川位于中國(guó)北部的寧夏，冬季寒冷，使得路面孔隙內(nèi)冰水結(jié)合處理困難，降低降噪效果，且路面較滑，安全系數(shù)降低［2］，不推薦.

（3）通風(fēng)隔聲窗.公路所經(jīng)地區(qū)為農(nóng)村，房屋為土木結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)，土木房屋窗戶無(wú)統(tǒng)一規(guī)格，不適合安裝通風(fēng)隔聲窗；磚混結(jié)構(gòu)的房屋，一般墻體厚度為180 mm，不適合安裝隔聲窗.且對(duì)于村莊部分房屋安裝隔聲窗，村民與施工單位容易引起不必要的糾紛.

（4）聲屏障.聲屏障目前為我國(guó)高速公路最常用的降噪方式，降噪效果好，容易施工，與居民房屋結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，不容易引起不必要的糾紛，且綠化美觀后可以增加沿線綠化面積，改善周邊環(huán)境，強(qiáng)化公路景觀［3］.

（5）轉(zhuǎn)換房屋使用功能.居民習(xí)慣難以改變，且與部分地方居民的生活習(xí)俗可能引起沖突，可行性低，難以實(shí)施.

（6）環(huán)保搬遷.環(huán)保搬遷需要新增占地，需要考慮搬遷居民的生活基礎(chǔ)設(shè)施，如村道、取水、取電等，還有搬遷后的土地承載力等，且沿線居民生活習(xí)慣難以改變，基本不可行.

綜合以上分析，此村莊宜采取聲屏障降噪措施.

3.2 降噪措施分析

依據(jù)《聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)和測(cè)量規(guī)范（HJ／T90—2004）》繞射聲衰計(jì)算公式（式（4））反推，理論上需要修建4 m高聲屏障［4］.

式中，f為聲波頻率，Hz；δ＝a＋b－d為聲程差，a為聲源至聲屏障高度的距離，b為敏感點(diǎn)距聲屏障高度的距離，d為聲源至敏感點(diǎn)之間的距離，m；c為聲速，m／s.

理論上聲屏障的高度須與實(shí)際情況進(jìn)行進(jìn)一步核實(shí)再做設(shè)計(jì)確定，否則容易產(chǎn)生不必要的資金浪費(fèi)［5］.以頓家川為例進(jìn)行分析：

（1）計(jì)算結(jié)果偏差，實(shí)際交通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)交通量.環(huán)境影響評(píng)價(jià)計(jì)算交通量采取的是工程可行性研究報(bào)告里面所提的交通量，為了保證項(xiàng)目能夠順利上馬，工程預(yù)算中交通量統(tǒng)一偏大，因此噪聲計(jì)算結(jié)果也相對(duì)偏大.交通量應(yīng)當(dāng)依據(jù)固原現(xiàn)有福銀高速公路交通量作參照類比，特別是寧夏相對(duì)落后地區(qū)，交通量增長(zhǎng)速度慢.依據(jù)交通噪聲計(jì)算公式，交通量降低1／2，噪聲計(jì)算結(jié)果可降低3 d B；不同車道上，如行車道與超車道上車輛行駛之間聲音的折射、反射起到降噪效果見(jiàn)圖2，簡(jiǎn)化為單一的線源則忽略了這部分降噪，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大；高速公路防撞攔折射反射會(huì)起到一定的降噪效果，計(jì)算過(guò)程被忽略［6］.

圖2 不同車道間聲音的折射反射Fig.2 Refraction and reflection of sound between different lanes

（2）目前計(jì)算噪聲結(jié)果為房屋窗外1 m的噪聲值，而非室內(nèi)噪聲值.農(nóng)村磚混房屋窗戶一般較小，墻壁吸聲效果較強(qiáng)，房屋內(nèi)噪聲相對(duì)小一些，因此聲屏障高度可適當(dāng)降低.且聲屏障過(guò)高弊端相對(duì)較多.

① 可使用壽命短，年久失修或人為破壞殘?jiān)绊懡煌ò踩?

② 影響距路較近居民的房屋通風(fēng)和采光.

③ 影響司機(jī)視覺(jué)效果，分散注意力，影響安全.

圖3 頓家川實(shí)際噪聲來(lái)源Fig.3 The actual noise source of Dunjiachuan

④ 修建及維護(hù)費(fèi)用高.

在降噪效果達(dá)標(biāo)的狀況下，盡可能降低聲屏障高度.依據(jù)頓家川實(shí)際情況見(jiàn)圖3，公式計(jì)算點(diǎn)為房屋窗前1 m處噪聲值，而房屋受噪聲來(lái)源為高于房屋4 m處的橋面交通噪聲，噪聲輻射至房屋處方向?yàn)樾鄙戏街料?，?duì)房屋的噪聲影響被房頂所遮擋.修建聲屏障后，噪聲輻射路線更趨于垂直向下，房頂對(duì)噪聲的遮擋效果將更加明顯，因此房屋所受實(shí)際噪聲小于預(yù)測(cè)結(jié)果噪聲，按照常見(jiàn)的房屋遮擋削減3 dB計(jì)算，噪聲超標(biāo)量為9.1 d B，再依據(jù)式（4）反推，聲屏障只需3 m的高度即可滿足村莊聲環(huán)境質(zhì)量要求.

4 結(jié) 論

依據(jù)擬建公路或橋梁對(duì)聲環(huán)境敏感點(diǎn)的輻射路線實(shí)際狀況對(duì)沿線村莊實(shí)行的降噪，應(yīng)根據(jù)不同村莊、房屋及其周邊環(huán)境進(jìn)行影響分析，同時(shí)也要參考項(xiàng)目區(qū)域其他已建相似公路的降噪措施，達(dá)到環(huán)境保護(hù)及工程建設(shè)的最優(yōu)結(jié)合，避免不必要的人力與財(cái)力浪費(fèi).

［1］ 曹衛(wèi)東，葛劍敏，周海生，等.骨架密實(shí)型降噪路面的試驗(yàn)研究及應(yīng)用［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006（8）：1026－1030.

［2］ 楊揚(yáng)，劉海蘋，徐建成.OGFC型降噪路面在我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)［J］.森林工程，2007（4）：35－37.

［3］ 蔣恩惠，尚曉東，魏顯威，等.蘇嘉杭高速公路聲屏障設(shè)計(jì)與建造及其關(guān)聯(lián)問(wèn)題的處置對(duì)策［J］.公路交通科技，2004（3）：124－127.

［4］ 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)和測(cè)量規(guī)范［R］.2004.

［5］ 馬愛(ài)英，郭懷勇.聲屏障聲學(xué)性能檢測(cè)與結(jié)果分析［J］.噪聲與振動(dòng)控制，2009（5）：144－147.

［6］ 魏顯威，尚曉東.高速公路聲屏障設(shè)計(jì)中幾個(gè)問(wèn)題的探討［J］.公路交通科技，2002（6）：184－186.

Noise Reduction Measures in Highway Construction

DUANYaping
（Research Institute，Ministry of Transport，Beijing 100013，China）

Dunjiachuan，the sensitive point in Qingdao－Lanzhou Highway，is taken as an example，which is a village in Dongshanpo to Maojiagou of Ningxia Province.Combining with the actual situation around，the analysis on noise reduction measures is based on the results of traffic noise prediction in Dunjiachuan.By finding out the gap between theory and practice，the reasonable height of the sound barrier is got in order to achieve the optimal combination between environmental protection and construction，and avoid unnecessary waste of manpower and financial resources.

highway；traffic noise；noise reduction；noise barriers

TB 535

A

1008－9225（2012）01－0053－03

祝 穎】