环城高速公路增设声屏障工程方案研究与设计

刘 阳

（河北锐驰交通工程咨询有限公司，河北 石家庄 050000）

1 项目概述

唐山市环城高速东环公路途径开平区、路南区及丰南区等区域，沿线城区、村庄较多，车辆在高速行驶时，产生的噪声会干扰附近居民的正常生活。随着我国经济快速地增长，环城高速车流量会急剧增加，由此产生的噪音对高速公路沿线周围环境的影响越来越大。

随着唐山市“南拓东联”战略的深入实施，城市建设水平的提高、周边整体环境的打造、城市道路景观的提升，城镇及村庄的居民区也越来越繁华，而交通量仍会逐年增加，交通噪声对沿线居民产生的影响将会越来越严重，因此，人民群众居住环境的改善成为亟待解决的问题。

2 公路养护标准

2.1 环境噪声标准

根据《公路环境保护设计规范》（JTG B04—2010）规定，在高速公路两侧一定距离内的农村居民区交通噪声级能应符合《声环境质量标准》（GB 3096—2008）中规定的4 a 类区环境噪声值，即昼间70 dB，夜间55 dB。

高速公路两侧4a 类声环境功能区距离确定方法应根据《声环境功能区划分技术规范》（GB/T15190—2014）的要求：（1）相邻区域为1 类声环境功能区，距离为50±5 m；（2）相邻区域为2 类声环境功能区，距离为35±5 m；（3）相邻区域为3 类声环境功能区，距离为20±5 m。

2.2 技术标准

根据《公路环境保护设计规范》（JTG/B04—2010）的相关要求：声屏障高度一般为3～5 m，当噪声衰减需要声屏障高度超过5 m 时，可将声屏障的上部做成折形或弧形，将端部伸向公路，以增大有效高度；声屏障外延长度不宜小于受保护对象到声屏障距离的2 倍；当声屏障长度大于l km 时，应设紧急疏散口，疏散口不能过大，门扇应封闭，易开启。

3 工程现状

随着唐山市经济的发展，城区逐步向东南地区发展，环城高速两侧居民区会越来越繁华，对高速公路环境保护提出了更高要求。现环城高速沿线经过南王官营村、小六甲村、刘庄村、徐庄子村、鼓楼庄村、石泉庄村、聂各庄村、双坨村、稻地村等9 座村庄，均位于环城高速的两侧，距离高速10～35 m，高速上行驶的车辆产生的噪音干扰附近居民的正常生活，影响居民休息。

通过对敏感点交通噪声进行检测，根据《环城高速公路运营期声环境监测报告》（冀交环检声字〔005 号〕），各村庄昼夜间噪声值见表1。

表1 村庄昼夜间噪声值

南王官营村、小六甲村等9 座村庄环境噪声标准均为4a 类声环境功能区，噪声值为昼间70 dB，夜间55 dB。表1 检测数据表明：各村庄昼间噪声值均达标，夜间噪声值均不符合标准，超标值在2.1～5.4 dB 之间，因此，需对9 座村庄采取降噪措施，力争为环城高速沿线村民创造良好的生产生活环境。

4 备选方案选定

4.1 降噪措施方案对比

综合考虑高速公路沿线敏感点位置及功能要求，通常可采用种植绿化带、现有房屋搬迁、调整临噪声源一侧建筑物的使用功能、建造声屏障等措施来降低噪声的影响。（1）种植绿化带不仅能降低交通噪声的影响，还改善了路标的景观，但是该减噪措施需要有大量的土地建立绿化林带，显然不太实际。（2）搬迁现有房屋可永久性解决噪声污染问题，且具有显著的环境效益和社会效益，但是该减噪措施需重新征用土地进行开发建设，综合投资较大。（3）建筑物设置隔声设施也能减少公路交通噪声造成的影响，但由于窗户密闭，安装通风设施就成为必然，所以花费也较昂贵。（4）建造公路声屏障亦是一种切实可行的降噪措施，且施工方便、建设周期短的特点，近年被广泛采用，但是声屏障碍易使司乘人员产生压抑感。

通过搜集国内外研究资料，分析各降噪措施优缺点，表明建造声屏障的综合效益最好，因此，本路段优先考虑采用该降噪措施。

4.2 声屏障设计

各村庄昼间噪声值均符合规范规定，夜间噪声超标值在2.1～5.4 dB 之间，因此，设计降噪目标值为5.4 dB。通过已知数据，根据公式计算得出本项目声屏障所需高度为3 m。

4.3 声屏障方案比选

声屏障材料选用总体原则是降噪效果性能良好、结构安全可靠、材料价格经济、安装成本低、经久耐用、使用寿命长、景观协调、美观大方等方面。公路声屏障根据材料性能、施工方法、施工工艺的不同，分为高强水泥板声屏障、复合金属板声屏障、卡布隆板声屏障、泡沫铝声屏障，因此本项目对该四种方案进行比选。

4.3.1 高强水泥板声屏障

由非金属条孔板、吸声填料、阻尼层和非金属背板组成，吸声填料为48 kg/m3离心玻璃棉板，平均吸声系数为0.77。（1）优势是原材料绿色环保，无任何有害物质，板材具有耐酸侵蚀性强，良好的抗弯曲、抗冲击性，良好的吸隔声，防潮，防火的性能，实现了轻质高强，并增强了整体隔音效果。（2）劣势是单位面积过重，运输安装成本高，颜色单调不美观，后期维护成本较高。

4.3.2 复合金属板声屏障

由铝合金卷板、镀锌卷板组成，内包吸声玻璃棉，可选择多种色彩和造型进行组合，与周围环境相协调。（1）优势是施工简便，易维修，板材具有结构强度高，重量轻，造型多样美观，吸声性能突出的特点，防火性能高，抗腐蚀性能强，具有良好的抗老化、抗冲击性能。（2）劣势是材料环保效果较差，造价较高。

4.3.3 卡布隆板声屏障

由卡布隆板和龙骨组成，卡布隆板作为一种优良的塑料产品，应用范围广泛，整体外观非常美观。（1）优势是板材抗冲击性能极佳，拉伸强度好，抗弯性良好，耐温、耐候性强，具有透光效果好、隔声量高的特点，型式美观。（2）劣势是对强酸碱、苯类、氯化烃类和酯类的抵抗性能稍差，极易产生溶解、溶胀或分解的现象，易碎、易变形，造价成本高。

4.3.4 泡沫铝声屏障

由泡沫铝和金属板组成，泡沫铝是铝合金发泡生产的新型轻金属材料，广泛应用于道路声屏障、军工航天、轨道交通、舰船制造等尖端装备领域。优势是原材料密度小、强度大、绿色环保，使用寿命长，具有吸音隔音、吸能缓冲、阻燃防爆等诸多优异性能，有较好的耐热性、耐腐蚀性、耐候性，使用寿命长，可回收利用；劣势是造价非常高。

通过对四种不同类型声屏障的优劣势进行分析，发现泡沫铝声屏障吸隔声能力、使用寿命、环保能力等性能上均优于其他三种型式声屏障。泡沫铝技术材料性能稳定，综合降噪系数大于0.7，具有良好的隔音能力，使用寿命为30～50 a，100%可再生，循环利用，无色无味，对人体无害，综合使用效益最高，因此，本工程推荐使用泡沫铝声屏障。

5 结语

（1）经过综合分析及论证计算后，工程对南王官营村、小六甲村等9 处敏感点设置泡沫铝声屏障3.67 km，可使敏感点处于声影区之内，同时噪声值也能满足4a 类标准。泡沫铝声屏障屏体为泡沫铝吸声箱，吸声箱正面安装厚度为10 mm 的泡沫铝板，背面为镀锌钢板，中间为70 mm 厚空气层。（2）声屏障应设置在距土路肩边缘0.75 m 处，屏体高度为3 m，立柱间距为2 m，基础采用C25 现浇混凝土。施工过程中，为把施工期噪声对周围居民的影响减少到最低程度，建议根据施工要求和机械设备条件，尽可能选择噪声值较低的施工机械。施工前应制订详细的施工计划，合理安排施工时间。