高速公路交通噪聲及典型防治措施分析

楊 磊

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

截至2014年底，山西省高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)4 821 km，位居全國前列。高速公路的通車運(yùn)營為山西省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。然而，在高速公路路網(wǎng)逐步密集的同時，也帶來了一系列的環(huán)境問題。在高速公路帶來的各種環(huán)境問題中，噪聲污染問題尤為突出[1]。

1 交通噪聲的特點(diǎn)及危害

1.1 交通噪聲的主要特點(diǎn)

a）交通噪聲在傳播過程中并未給周圍環(huán)境留下毒害性的物質(zhì)，因此噪聲對環(huán)境的影響不積累、不持久。

b）交通噪聲隨著傳播距離的增加而逐漸減弱，直至消失。

c）無車輛行駛時，交通噪聲也就消失。

d）噪聲污染無法集中處理，需用特殊的方法進(jìn)行控制。

e）與其他的環(huán)境污染不同，交通噪聲主要污染對象是人類，且具有較強(qiáng)的危害。

1.2 交通噪聲的主要危害

a）交通噪聲會影響人的工作和休息。

b）嚴(yán)重的交通噪聲會使人的聽力受損，引起神經(jīng)衰弱等健康問題。

c）交通噪聲還會使沿線的房地產(chǎn)、工廠等的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益有不同程度的下降，使高速公路附近的土地價值下降。

2 交通噪聲的來源及影響因素

高速公路上的交通噪聲來源于道路上行駛的機(jī)動車。在不考慮鳴笛、急剎車等駕駛員偶發(fā)行為造成噪聲的情況下，交通噪聲污染排放的大小順序依次為重型載重車輛、輕型載重車輛、大客車、中客車和小轎車。高速公路的交通噪聲來源主要有以下幾個方面：

a）車輛與外界相互作用產(chǎn)生的噪聲，主要包括輪胎噪聲與空氣噪聲。輪胎噪聲的大小與輪胎花紋、路面材料特性以及車速有關(guān)，一般情況下，車速越快胎噪越大；空氣噪聲又叫風(fēng)噪，是指車輛行駛過程中空氣與車輛縫隙、邊角摩擦產(chǎn)生的聲音，同一車輛，車速越快風(fēng)噪越大。

b）車輛本身發(fā)出的噪聲，主要是發(fā)動機(jī)噪聲與傳動噪聲。發(fā)動機(jī)噪聲是指發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中向外輻射出的噪聲。在發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，發(fā)動機(jī)噪聲主要來自于燃料的爆燃；在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提高后，氣缸之間的摩擦噪聲和排氣噪聲逐漸成為發(fā)動機(jī)噪聲的主要來源。傳動噪聲是指車輛的傳動系統(tǒng)在機(jī)動車行駛中產(chǎn)生的噪聲。

3 主要防治措施

目前，針對高速公路交通噪聲污染，可采取的防治措施主要有使用低噪聲路面材料、環(huán)保搬遷、設(shè)立聲屏障、種植防噪聲林帶、修建防噪聲圍墻、加裝隔聲窗和設(shè)置隔聲走廊等。目前山西省在建和擬建的高速公路多位于山區(qū)，交通噪聲敏感建筑物具有高低錯落、分布較散等具體特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn)，上述噪聲防治措施可以單獨(dú)使用，也可混合使用，下面針對各個防噪聲措施進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.1 采用低噪聲路面材料

低噪聲路面是指相對于傳統(tǒng)瀝青混凝土路面具有降噪效果的路面。車輛行駛中的噪聲主要分為動力噪聲和輪胎噪聲，其中輪胎噪聲與車輛的行駛速度相關(guān)性較大，由于高速公路上的車輛行駛速度高，輪胎噪聲也相應(yīng)較高[2]。科研工作者主要通過以下幾個措施來降低車輛通過路面產(chǎn)生的噪聲：

a）通過大的孔隙率將噪聲在路面內(nèi)部不斷吸收、反射從而起到吸聲效果，同時，具有大空隙率的路面,減小了空氣壓縮爆破產(chǎn)生的噪聲，且使氣泵噪聲的強(qiáng)度降低。

b）增大路面材料的彈性和阻尼，能使路面具有吸收、衰減輪胎振動和沖擊的效果，因而大大降低輪胎和路面之間的振動噪聲。

c）良好的表面紋理也能吸收和反射噪聲,而達(dá)到降噪的目的。

低噪聲路面材料從聲源上削減了公路噪聲污染，具有廣闊的發(fā)展前景。但是，目前存在著許多不足，如較大的孔隙率需要路面材料具有更大的耐久性，且大孔隙率材料對集料、黏結(jié)料的黏結(jié)性、水穩(wěn)定性要求較高，還需提高材料的使用壽命。目前適用于某些試點(diǎn)路段，以及載重車輛行駛較少的路段。目前，低噪聲路面的降噪效果可達(dá)到3～4 dB。

3.2 環(huán)保搬遷

環(huán)保搬遷是指將處于噪聲超標(biāo)路段的噪聲敏感點(diǎn)搬離超標(biāo)路段。因?yàn)樵肼暤膹?qiáng)度從聲源開始隨著距離衰減，所以增加敏感點(diǎn)與公路的距離可以很大程度上減弱來自高速公路的交通噪聲。此辦法優(yōu)點(diǎn)是將可能受污染的敏感點(diǎn)搬離受噪聲污染的區(qū)域，可基本消除噪聲污染帶來的危害。但是它的缺點(diǎn)也很顯著，環(huán)保搬遷的難度大、費(fèi)用高，對居民生活產(chǎn)生很大影響、搬遷地址難以選擇等。因此環(huán)保搬遷僅僅適用于地處偏遠(yuǎn)、分布零散的居民區(qū)。環(huán)保搬遷的降噪效果跟遷入地的噪聲環(huán)境相關(guān)。

3.3 設(shè)立聲屏障

聲屏障是一種常見的降噪措施，它具有施工周期短、節(jié)約土地、降噪效果明顯、可拆換、不干擾居民生活等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外均有著廣泛的應(yīng)用。

歐美發(fā)達(dá)國家在70年代就開始了對聲屏障的設(shè)計(jì)和施工方面的廣泛研究和大量實(shí)踐，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并且制定了一系列的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范。如美國在1976年頒布了《聲屏障設(shè)計(jì)手冊》和《高速公路聲屏障選擇設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)》，日本頒布了《國家干線公路環(huán)境保護(hù)規(guī)范》，德國制定了《公路聲屏障設(shè)計(jì)規(guī)范和補(bǔ)充技術(shù)規(guī)定》等[3]。相對于發(fā)達(dá)國家，我國關(guān)于高速公路聲屏障方面的研究起步較晚，雖然在2004年10月公布實(shí)施了《聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)和測量規(guī)范》，但是其適用范圍主要為城市道路與軌道交通等工程，高速公路與城市道路與軌道交通噪聲污染的特點(diǎn)有很大不同，該規(guī)范缺乏對高速公路的針對性，雖然我國也在高速公路上修建了很多聲屏障，但部分聲屏障設(shè)立不合理，設(shè)計(jì)上比較隨意和盲目，缺少設(shè)計(jì)的依據(jù)和參考。

目前主要的聲屏障型式有直立型、折板型、彎曲型、半封閉型和封閉型。其降噪效果在3～20 dB之間，其中全封閉聲屏障的降噪效果可達(dá)25 dB以上。但是其造價較高，對道路景觀造成一定影響。設(shè)立聲屏障的方法適用于絕大部分的噪聲超標(biāo)路段。

3.4 種植防噪林帶

防噪林是指在高速公路兩側(cè)種植密集的喬灌木林帶，吸收、阻隔公路上的噪聲，以達(dá)到降噪的目的。防噪林的噪聲衰減效果與植被類型、種植密度、樹木高度、最低分枝高度、胸徑、冠幅、地面覆蓋物、水平能見度、噪聲頻率等有密切關(guān)系，因此防噪林在樹種選擇，種植方式上需要特別注意，在樹種、種植寬度、樹冠高度等適宜的情況下，防噪林帶的降噪效果可達(dá)到3 dB左右[4]。

防噪林帶不僅可以降噪，還可以凈化空氣，美化環(huán)境。此外，山西省地處黃土高原地區(qū)，水土保持任務(wù)艱巨，種植防噪林帶還可防治水土流失。但是防噪林帶對噪聲的衰減效果仍然有限，而且種植防噪林帶需要大量的土方及土地，植物成長需要一定的時間，因此其僅在超標(biāo)不嚴(yán)重，條件適宜的地方適用，如山西省的晉南部分地區(qū)。

3.5 修建防噪聲圍墻

防噪聲圍墻是指在噪聲源與敏感點(diǎn)之間修建的防噪聲為目的的圍墻。目前建造防噪聲圍墻的材料主要有黏土磚、煤渣磚、礦渣磚、石英砂磚、混凝土磚等。建造防噪聲圍墻的磚塊形式主要有板型、槽型等；其中降噪效果最好的為槽型石英砂磚建造的防噪聲圍墻，綜合降噪效果可達(dá)5～10 dB。但是防噪聲圍墻的形式較為單一，對道路及敏感點(diǎn)的地形及位置關(guān)系要求較高。

3.6 加裝隔聲窗

為了保障高速公路沿線兩側(cè)的建筑物室內(nèi)噪聲達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，可以在噪聲敏感建筑物上加裝隔聲窗。隔聲窗可以分為普通隔聲窗和通風(fēng)隔聲窗。普通隔聲窗由于需要封閉才能起到降噪效果，這將在較大程度上影響人們的生活，僅僅較適用于不需通風(fēng)的房屋。通風(fēng)隔聲窗在不影響通風(fēng)的條件下具有很好的降噪效果，現(xiàn)在專業(yè)廠家生產(chǎn)的通風(fēng)隔聲窗一般都可以降噪20 dB以上，但是通風(fēng)隔聲窗的造價高于普通隔聲窗，增加了降噪成本。在不適于采用聲屏障降噪的敏感點(diǎn)均可選用隔聲窗降噪。

3.7 設(shè)置隔聲走廊

隔聲走廊是指在敏感建筑物外側(cè)修建隔聲帶，減少噪聲對敏感目標(biāo)的影響。此方法降噪效果好，但是投資較大，適用范圍比較小，一般用于醫(yī)院學(xué)校等場所，其降噪效果根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)和走廊材質(zhì)不同可達(dá)到10～15 dB以上。

4 結(jié)論

低噪聲路面材料、環(huán)保搬遷、設(shè)立聲屏障、種植防噪聲林帶、修建防噪聲圍墻、加裝隔聲窗和設(shè)置隔聲走廊等措施從不同方面對高速公路的交通噪聲進(jìn)行了預(yù)防和治理，以上各種措施各有優(yōu)缺點(diǎn)。建設(shè)過程中應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目及環(huán)境的實(shí)際情況，因地制宜、實(shí)事求是選取一種或者多種防噪措施，從噪聲的產(chǎn)生、傳播、保護(hù)敏感點(diǎn)3個途徑著手，確保敏感點(diǎn)室內(nèi)聲環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)，達(dá)到良好的環(huán)境效益和社會效益。