何晓云1 张晓媛1 李琰1 孙雅博1 张乃绮2
(1. 河北化工医药职业技术学院 河北石家庄 050026 2. 河北省环境监测研究所 河北石家庄 050000)
目前,河北大规模的高速公路在建或待建,截止2011 年底,河北省高速公路通车里程达5000 公里,到“十二五”末,河北省高速公路通车里程将达7000 公里,位居全国前列[1]。便捷的高速公路不仅给人们带来严重的噪声污染,而且也影响了公路沿线居民正常的工作、学习和生活。本文结合实地监测结果,对河北高速公路现有声屏障的降噪效果进行了分析和评估。
目前,河北高速公路所使用的声屏障主要包含以下几种类型。
1. 混凝土声屏障
混凝土声屏障具有价格低、结构稳,寿命长等等特点,是国内外交通声屏障中最常用的一种。但传统的混凝土声屏障因材料吸声等条件的限制,能够降噪约5dB,效果一般。
现使用的混凝土声屏障,多是复合水泥式隔声屏障,该声屏障采用一种多孔木纤维混凝土砌块为吸隔声单元,通过特殊化学处理过程,与水泥、软木类木切片按一定比例混合,经模具塑造后养护硬化而成。该声屏障不仅具有较好的吸声、隔声性能,还具有防火和绝热的作用。在多种环境如炎热、严寒、潮湿和干旱的条件下也可以使用,见图1。
2.百叶孔声屏障
百叶孔声屏障材料采用镀锌板和铝板合成的金属质地声屏障,适用于住宅小区、学校和医院,离噪音声源相对来说有一段距离的情况下实用的隔音降噪产品,见图2。
该声屏障的优点是吸音效果显著,防雨性能好,缺点是开孔率大,声音吸收不完全。
图1 混凝土声屏障
图3 透明组合型声屏障
图2 百叶孔声屏障
图4 声能的反射、吸收及声 屏障隔声示意图
3.透明组合型声屏障
该声屏障根据材料一般分为玻璃钢声屏障和PC 透明板声屏障。PC透明板声屏障主要适用于于桥梁段上面,该声屏障透明度高,利于司机视线,但是不能够吸音,只是隔音板,现阶段大多使用的是PC 复合型透明板,见图3。玻璃钢声屏障景观效果好,也利于驾驶员的空间感,但该声屏障对高层建筑的降噪效果一般。
1.声屏障的降噪原理
声屏障是指声源和受声点之间,插入一个障碍物例如板或墙的设施,使声音的传播大部分被反射或吸收,使其有显著的衰减,从而在接收者所在的一定区域内噪声级明显降低,达到降噪的效果,其示意图见图4。
同时声屏障的减噪量与噪声的频率、屏障的高度以及声源与接收点之间的距离等因素有关[3]。
2.测点设置
本次研究选择了分别位于石黄高速藁城段、大广高速衡水段、迁曹高速曹妃甸段的3 处典型声屏障,评估现有各类型声屏障的降噪效果。
噪声监测点布设在声屏障中部,各设2 处,声屏障前1m、后1m、后10m 各布设一个测点。对照点2 处,设在与所测声屏障测点附近环境条件相似的无声屏障位置上。声屏障降噪效果采用同步测定法监测,每天监测4 次,其中昼间、高峰和平均时段各监测1次,夜间22点后监测2 次,每次监测10min,连续测3 天,同时记录车流量。测量时排除敏感点附近人为因素和偶发声的影响[4]。
各监测点位布设情况见表1。
表1 声屏障降噪效果监测点布设情况表
根据监测数据计算得到监测点昼间及夜间的等效连续A声级,监测各点值取其平均结果。见表2。材料的声屏障降噪量不同,平均达到10 ~16dB,效果明显。
表2 声屏障降噪效果测试结果表 单位:LAeq(dB)
在三种材料中,复合混凝土型声屏障效果最好,昼夜间平均降噪量分别达到15.1 和15.9dB;百叶孔次之,昼夜间平均降噪量分别达到12.6 和11.3dB;透明组合型PC 复合板型最弱,昼夜间平均降噪量分别为10.8 和11dB。从三种声屏障的监测结果可知,混凝土粗糙表面具有一定的吸声作用,因此其降噪效果要好于单纯依赖反射作用的透明复合板,百叶孔声屏障综合了微孔共振吸声结构,且下部金属板具有一定反射作用,因此降噪效果也优于透明组合型声屏障。
1.高速公路声屏障对公路沿线居民的声环境质量起到明显的降噪效果;
2.测试的三种类型声屏障降噪量可达到10 ~16 分贝,其中复合型混凝土声屏障效果最好,其次为百叶孔,最弱为透明组合型声屏障;
3.现有声屏障降噪能力受地理环境或其他因素影响,降噪效果可进一步提高;
4.声屏障整体维护费用较高。
图5 不同类型声屏障平均降噪量柱状图
从表2 中可以看出,车流量巨大的高速公路,临路监测点如测点3 噪声级很高;从图5 中可以看出,三种
[1]刘彬 ,王哲. 河北:年末高速公路总里程突破5000 公里[N],燕赵都市报,2012-2-12(6)
[2]蒋红梅,张兰军. 国内外高速公路声屏障研究进展,公路交通技术,2007(9):128-130
[3]陆豫,李云涛,毛志刚.广西高速公路声屏障降噪效果研究,西部交通科技,2012(7):131-133
[4]声环境质量标准[S].
课题是河北省科技厅“河北省高速公路声屏障降噪效果评价研究”(课题编号:13274217)项目的部分成果。