浅谈国内外公路声屏障技术发展状况及趋势

第２期（总２０３期）　山西交通科技　Ｎｏ．２　２０　１　０年４月　ＳＨＡＮＸＩ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯ　９　ｏｆ　Ｑ　垒　△　Ｑ　Ｓ　Ａｐｒ．　浅谈国内外公路声屏障技术发展状况及趋势　王爱生　（山西新世纪交通建设工程咨询有限公司，山西　太原０３０００３）　摘要：阐述了国内外公路声屏障技术的发展状况，并进一步提出了公路声屏障技术的发展　趋势。　关键词：交通；噪声；声屏障；发展；状况；趋势　中图分类号：Ｕ４１８．９　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００６—３５２８（２０１０）０２－００７３－０３　噪声是目前主要的环境污染源之一，是危害人　定了《公路声屏障设计规范和补充技术规定》等，使　体健康的公害。随着公路建设和城市交通的飞速发　公路声屏障的设计更加规范化和标准化。日本颁布　展，公路交通噪声的污染问题越来越明显。声屏障技　了《国家干线公路环境保护规范》，要求“公路上采取　术在降噪应用中，是一种很简单有效的方法，也是较　的环保措施主要针对噪声防治和景观保护，修建公　为经济的方法。为了避免和减少交通噪声的干扰，人　路声屏障是主要的防噪措施”，日本在道路沿途附近　们可以通过设置不同形式的声屏障，阻断噪声传播，　村庄、居民区和办公区等声敏感区域的地方都设有　来达到降噪效果。　高高的、连绵不断的声屏障。　１　国外公路声屏障技术的发展状况　１．２国外应用声屏障的种类和特点　声屏障降噪主要是通过声屏障材料对声波进行　１．１国外声屏障技术应用　吸收、反射、透射和衍射等一系列物理反应来降低噪　声屏障的研究在国外起步较早，美、日、法等国　声。根据形状、材质和表面特性的不同，声屏障的种　家在２０世纪６０年代就已开始了对声屏障技术的研　类也多种多样。早期多用砖石和钢筋混凝土块等材　究。到了２０世纪８０年代，许多发达国家已经在声屏障　料建造，这类声屏障投资少、易维护，后来随着技术　的设计和施工方面进行了深入研究和大量实践，积　的进步，标准化的金属结构、玻璃钢结构以及加吸音　累了丰富的经验。其后，声屏障技术不断发展并逐步　材料的复合材料结构声屏障得到广泛应用。另外，不　得到大规模应用。目前，国外发达国家在穿过市区和　同的国家在声屏障应用上也各具特点。比如，德国建　居住区的高速公路、铁路、高架桥两侧等场合普遍设　造的声屏障设置形式多种多样，直线或折线，高或　置了声屏障，实现了其他降噪手段所不能代替的效　低；同时，屏障色彩要求由所处的道路等级和位置决　果。比如在日本，早在１９８３年，其城市中高速公路声　定，屏障五颜六色，与自然、周围环境和谐统一，既能　屏障设置率已达８０％，至１９９０年，日本仅高速公路上　降低噪声，又能美化景观。不同路段采用的声屏障的　的声屏障就长达１３７　ｋｍ，全部道路的声屏障总长度已　造型和材质也不同，比如金属板、金属板加吸声纤维　达１　５７３　ｋｍ．在美国，１９６３年在华盛顿建设了第一条　复合结构、波音板、缕空的能吸音的新型建筑材料　声屏障，于１９７２年实施了联邦噪声控制法，之后又制　等。美国的公路声屏障一般朴实无华，注重实效，多　定了公路声屏障设计手册，对声屏障的设计提出了　采用低成本的材料建造。屏障主要有两种结构形式：　一定的要求和标准，而该国设计的“公路声屏障专家　一种是采用一定直径的铁丝编成网状，再添加一些　设计优化系统”进一步提高了公路声屏障的设计水　不同大小的石块，形成错落有致的高墙，因其表面粗　平。德国于１９７４年颁布了噪声污染防治法，要求“公　糙，而起到防音降噪的作用；另一种是埋设混凝土方　路选线时，要极力避免对周围环境造成有害影响，若　柱，顺路方向带槽，用预制混凝土板插入柱槽内成为　找不到有利的公路线路，则要修建声屏障”，并且制　隔音墙。美国在设计声屏障时除了要求满足声学以　收稿日期：２０１０－０１—１４；修回日期：２０１０—０３—０３　作者简介：王爱生（１９７卜　），男，山西文水人，工程师，１９９２年毕业于山西省交通学校路桥专业（中专），２００２年毕业于太　原理工大学交通土建工程专业（大专），２００８年毕业于长春工程学院土木工程专业（本科）。　・７４・　山西交通科技　２０１０年第２期　外，还特别注重声屏障的造型与色彩设计兼顾与景　观的协调。日本、法国等国家也因地制宜地建造了许　多新颖美观的透明声屏障，满足了司乘人员的审美　要求。　２我国公路声屏障技术应用　我国经济虽处于高速发展阶段，但与发达国家　仍有不小差距。在高等级公路的建设上，只是在近几　年才有了较大的发展，与这种发展状况相适应，我国　在降低交通噪声的实用措施方面尚处于起步阶段，　尽管如此，随着我国经济实力逐渐提高，以及社会环　保意识的增强，声屏障的设计和研究得到了各界的　广泛关注，并且声屏障技术的应用发展势头良好。　１９９２年在贵阳至黄果树高速公路的贵州工学院　路段上，安装了陶粒混凝土砌块声屏障。该屏障长　７８０　ｍ、高３．５　ｎｌ，不仅降噪效果好，而且立体感强，这　是我国将声屏障应用于道路上作为降噪措施的先　例。１９９３年在陕西省西安一三原一级公路罗李小学　段修筑了国内第二座公路声屏障。此后，声屏障应用　得到不断扩大。近年来，上海的内环路、成都路高架　桥、杨浦大桥沿线ｌ３个区段、北京西三环局部区段、　京昌高速公路局部区段、广州内环路，重庆、郑州等　分别建造了不同形式、不同材料的声屏障。其中，上　海沿线建造的声屏障数量最多。国内其他省份比如　山西省、福建省等地也相继建造了一些公路或铁路　声屏障。　同时，国内在关于声屏障的立法、标准等方面也　不断发展。２００４年ｌ０月１日由国家环保总局编制的环　境保护行业标准《声屏障声学设计和测量规范》　ｆＨＪ／Ｔ　９０－－－２００４）开始实施，它对声屏障的规范和有　序发展起到了指导作用。于２００６年１月旧起实施的　《公路声屏障材料技术要求和检测方法》为我国开展　公路声屏障的材料检测工作提供了标准及科学依据。　３国内外公路声屏障技术发展趋势　声屏障设计是一种多目标、多约束的工程技术　问题，它们在布置形式、材料、结构、构造以及外观装　饰等方面的选择都必须满足局部景观的需要，同时　还要保证经济性、实用性及耐用性。声屏障会产生压　抑感和廊道效应，这种效应的强度与行驶速度和声　屏障距行驶车辆的距离、声屏障的高度、色彩以及形　状有关。声屏障的存在对人（驾驶员、乘客、当地居　民）的影响主要通过视觉来实现，孤立的和裸露的公　路声屏障的视觉影响强度比经特殊处理的与局部自　然环境相协调的声屏障大得多。这些影响主要包括　产生眩光、影响驾驶员的视距和线形判断、影响驾驶　员对道路交通标志的识读、遮挡行人和居民的视线　等。声屏障设计除了需要克服上述负影响外，还必须　满足必要的抗破坏性能。近年来，国内外公路声屏障　技术发展趋势如下所述。　３．１注重声屏障与景观、环境的协调设计　随着人们环保意识和生活水平的提高，现代声　屏障的设计不再仅限于隔除噪声，还特别注重外形　美观设计和与周围环境的协调，也满足人们在审美　上的需求。声屏障本身作为一种建筑，遵循着建筑形　式美的一般原则，做到与自然、周围环境的和谐统　一，成为道路的一部分融人景观。　３．２注重屏障材质多样化　公路常用声屏障材料有砖、混凝土及轻质材料。　砖、混凝土块具有造价低、降噪效果优良的特性。轻　质材料的降噪效果低于砖及混凝土，但与声屏障顶　端绕声引起的噪声相比，穿透声屏障的噪声可忽略，　所以轻质材料常被使用。金属和复合材料易于加工，　可制成各种形式，安装简便易于景观设计和规模制　造生产。欧盟设计和开发了绿色声屏障，采用的是可　再生的、耐火的欧洲硬木材料。　３．３重视声屏障构造形式的有效性　由于公路交通噪声的增大，对声屏障的降噪量，　提出了更高的要求，传统的扩散反射型结构声屏障　由于其降噪量有限，同时重量较大，不适宜高架路上　应用，故应用范围受到。而吸声共振型声屏障由　于其自重轻、吸声量大等原因，已得到广泛的应用，　尤其是在城市道路中更是如此。另外，为有效降低顶　部绕射声的传播，在顶部的构造形式上有许多的研　究，比如ｒ形、Ｙ型等等。　４倡导在公路声屏障周围种植植物　在城市用地允许的条件下，在声屏障前后栽种　各种乔木、灌木等植物，将绿化与声屏障相结合，改　善了公路周边生态环境，更有利于减低交通噪声。同　时，由于植物对声波的吸收和散射效应产生声衰减，　不仅加强了降噪效果，而且使声屏障　　５研究有源降噪声屏障　有源降噪是利用声波的干涉，使得在噪声控制　区域内的噪声与次级声波发生干涉相消，来达到控　１９３４年由德国科学家Ｐ．Ｌｕｅｇ在“电子消声器”专利中　所以实　现这一思想，要求电子处理器的速度必须足够快，以　２０世纪８０年代，由　于电子计算机技术和微电子器件的迅速发展，使控　３．植物本身也起到了一定的降噪作用。若建筑植物形　成的绿化林带，成为一道亮丽的风景，美化了城市。３．制或消除噪声的目的。有源降噪的基本思想是在　最早提出的。由于噪声信号通常都是随机的，产生与噪声声波反向的次级声波。２０１０年第２期　王爱生：浅谈国内外公路声屏障技术发展状况及趋势　・７５・　制理论、数字信号处理以及计算机技术得以结合，使　得有源降噪很快发展起来。有源降噪声屏障与传统　的声屏障相比，最大的优点是对低频声波的降噪效　果也十分有效。但目前其在声屏障应用方面的研究，　尚处于试验阶段。　在发达国家不仅被普遍采用，而且在实施标准、经济　造价及道路景观的协调上，均形成可资借鉴的经验。　我国在现阶段虽没有大规模地建设声屏障，但是在　许多路段声屏障的建设已经是刻不容缓了。　参考文献：　【１】陈强．声屏障最新发展状况［Ｊ】．科技纵览，２００７（６）：９２—９３．　３．６设计研究平行道路声屏障　所谓平行道路声屏障是指在道路两侧均设有与　路面垂直的障板，用以阻挡车辆噪声向路两旁社区　的辐射。由于交通噪声在声屏障之间多次反射，从而　引起平行道路声屏障的插入损失较同种情况下的单　【２】刘书套．高速公路环境保护与绿化【Ｍ】．北京：人民交通出　版社，２００１．　【３】岳波，贾可乐．日本阪神高速公路考察报告［Ｊ】＿云南交通　科技，１９９９．１５（１）：１３—１４．　侧声屏障有所降低。平行道路声屏障多用在城市住　宅集中区，这种形式的声屏障的进一步发展就是隧　道式声屏障，可用在城市两侧有高大建筑物的敏感　【４】冯尔钢．德国高速公路考察见闻及启示【Ｊ】．山西交通科　技，２００１（６）：６一ｌ１．　［５】元晓贵，闫宝杰．高速公路交通噪声预测评价及防治综述　【Ｊ】．华东公路，２０００（２）：５２—５４．　【６］赵建英，倪洪军．关于国内外高速公路降低噪声的方法　综述【Ｊ】．森林工程，２００４，２０（２）：６７—６８．　区域，此类声屏障的造价很高，故很少被采用。　４结语　声屏障因其具有占地少、降噪明显、易维护且维　【７】余玮杰．高等级公路防治声屏障设计【Ｊ】．交通世界，２００８，　２１（１１）：１３２－１３４．　护费用低等特点，是防治公路交通噪声污染的有效　途径，也是国际上广泛认可的主要降噪措施。声屏障　【８】戴泉玉，叶凯，尚晓东．声屏障在城市交通噪声污染防治　中的应用前景分析【Ｊ】．交通环保，２ｏｏ７（６）：３３—３５．　Ｔｈｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｓｏｕｎｄ　Ｂａｒｒｉｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｔ　Ｈｏｍｅ　ａｎｄ　Ａｂｒｏａｄ　ＷＡＮＧ　Ａｉ－ｓｈｅｎｇ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｘｉｎｓｈｉｊｉ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ　０３０００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｓｏｕｎｄ　ｂａｒｒｉｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ，ａｎｄ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｔｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｒａｆｆｉｃ；ｎｏｉｓｅ；ｓｏｕｎｄ　ｂａｒｒｉｅｒ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｓｔａｔｕｓ；ｔｒｅｎｄ