高速公路声屏障设计方法研究

高速公路声屏障设计方法研究

李晨

江苏一环集团有限公司 江苏宜兴 214200

摘要：当今时代，我国经济发展突飞猛进，与此同时，城市数量和规模不断扩大，城市发展的区域集群化趋势日益明显，通城市区域交通网络更加密集。但同时，交通基础设施的运营对环境的影响也逐渐显现，其中最引人关注的就是交通噪声导致的沿线区域声环境质量的下降。近年来人们环保意识普遍提高，对交通噪声污染的投诉逐步占到环境诉讼事件的首位，特别是对于高速公路噪声投诉不断增加。

关键词：高速公路；声屏障；设计方法

引言

在高速公路上加装声屏障是控制交通噪声的重要措施，近年来全封闭式声屏障己在高速公路改扩建项目中得到大规模应用。在实际施工过程中，如何提高声屏障的降噪效果，增强其防腐性能，并防止二次污染，是值得研究的问题。

1高速公路路段特点

高速公路路段多位于城市的寸土寸金区域，一般而言两侧高层建筑林立，噪声敏感点众多。为实现既有城市道路与高速公路的有效连接，我国越来越多的城市在通城市路段选择建设由上层高架道路与下层地面道路共同组成的立体交通道路系统，即高架复合道路，以增加交通流量，提高通行速度，改善交通拥堵。

2声屏障概述

声屏障可有效缓解高速公路交通噪声影响，直立式声屏障一般用于低楼层敏感目标，降噪效果在3～6dB，声屏障的高度一般为混凝土挡板以上1～3m，应用在城市高架路上，考虑到风荷载较大，声屏障高度宜≤5m。封闭式声屏障一般用于直立声屏障不足以达到降噪效果的分布较集中、高层规模较大的敏感点，降噪效果在15～20dB，声屏障净空高度≥5m。

3项目背景

某高速公路，主线车速80km/h，匝道车速40km/h。三联立交段附近的保利某住宅小区位于公路南侧、北绕线主线西侧。现状为18～33层在建住宅。北面临路第一排建筑距离E匝道33m，东面临路第一排距离主线最近距离110m。

4高速公路声屏障设计方法

4.1声屏障材料设计

公路声屏障材料宜选用多孔吸声材料，容重宜小，吸声材料及材枓背后的空气层厚度应适宜，护面板的穿孔率在满足结构要求的前提下应尽可能大，可采用金属吸声材料及透光材料组合。全封闭声屏高度主要受净空限制，声屏障两侧立柱为4m，屏体组成形式从下往上：1.0m金属吸隔声屏体+1.5m加筋亚克力+1.0m金属吸隔声屏体+转角及顶部采用PC板，声屏障净空控制为路面/桥面以上≥5.0m，交通标志牌不得侵占净空。设置全封闭声屏障区段，顶部通长自然排烟口的有效面积应≥该区间水平投影面积的5%。金属屏体背板、面板采用5754铝合金材料，厚度≥1.5mm，吸声板内包吸声材料采用超细玻璃棉，其容重≥48kg/m3；竖向隔声材料采用浇筑型抗UV，15mm厚度加筋亚克力平均隔声量＞30dB，顶部及转角阳光板采用8mm厚度PC耐力板。

4.2声屏障声学设计

本项目沿线区域根据《广州市<城市区域环境噪声标准>使用区域划分》（穗府〔1995〕58号）的要求，按照2类声环境功能区执行，即昼间60dB、夜间50dB的规定。该敏感点未纳入项目环评，经监测昼间52dB（A）、夜间43dB（A），在项目实施后昼夜增量均＞9dB（A）。拟通过采取声屏障措施使该处敏感点达标。根据环保报告中2026年中期交通量，昼间1035辆/h，夜间229辆/h，利用Cadna/A软件进行声场模拟，确定环境敏感点中期噪声贡献值，叠加现状监测值后计算得到敏感点措施前后的预测值。根据Cadna/A声场模拟，对北侧及东侧临路第一排受声点进行分析。主线全封闭声屏障+B匝道折臂型声屏障+E匝道折臂型声屏障：各楼层昼夜均达到2类区标准。主线全封闭声屏障+B匝道全封闭声屏障：1#、2#、4#各楼层昼、夜均不达标；25#楼18层以上昼、夜间均不达标，夜间超标在3dB（A）以内。E匝道全封闭声屏障：临主线第一排各楼层均不达标。经过比选，该敏感点方案为：主线全封闭声屏障+B匝道折臂型声屏障+E匝道折臂型声屏障。

4.3声屏障结构设计

全封闭声屏障钢结构主体为刚架、支撑、檩条，结构受力分析设计荷载主要考虑恒荷载和活荷载两种，根据广州地区基本风压取值为0.60kN/m2（百年一遇），层面附加恒载（含檩条）取值0.50kN/m2，屋面活载取值0.50kN/m2，主线路基采用H250mm×250mm×10mm×16mm型钢梁柱，最大跨度25.53m+26.61m，基础采用D1000mm钻孔灌注桩，桩长20m、桩距4m。主线变宽桥采用H250mm×250mm×10mm×16mm型钢梁柱，最大跨度27.53m，主线等宽桥采用H250mm×200mm×6mm×12mm型钢梁柱，跨度16.05m，B匝道及E匝道采用H250mm×200mm×8mm×12mm型钢梁柱。钢框架材料Q355C，设计强度305MPa＞最大应力201MPa；柱脚采用M24螺栓，设计强度400MPa＞最大应力282MPa。钢结构设计使用年限50年，所有钢结构外表面应进行防腐处理。桥梁段声屏方面，需要验算桥梁上部结构主梁，使之满足设置声屏障结构引起的附加荷载。主结构安装完毕后（刚架、支撑、檩条），柱脚底板与防撞墙预埋件用高强摩擦螺栓固定。两侧的吸隔声屏体与透光屏体插在钢立柱槽中，顶部的隔声构件将固定在钢结构的檩条或钢梁上。

4.4声屏障景观设计

声屏障的景观设计应在满足降噪功能要求的前提下，综合考虑声屏障的外观、色彩、材质等因素。透光屏体的高度应与车窗等高，减少视觉压抑感。声屏障的颜色一般来说应选择中性偏向灰色的类似颜色，减少声屏障的突兀感。外观设计上，金属吸隔声板推荐采用RALCLASSIC浅灰色RAL7032，铝压条、屏体金属外框、下罩，上盖板和H型钢立柱推荐采用RALCLASSIC浅灰色CRAL7035。全封闭声屏障顶部PC屏体采用透明蓝色与透明无色间隔布置，施工单位需注意路桥形式变化相关节点处透明天蓝色屏体的连贯性。

结语

综上所述，通过采取全封闭+折臂式组合式降噪方案设计，可以使公路沿线敏感点声环境质量达标，在设计时应以结构安全为前提，结合项目所在环境因素，使其声学设计、材料设计、结构设计、景观设计更加规范化。

参考文献

[1]王彦琴，魏显威.道路交通噪声污染控制技术发展状况研究.[J].噪声与振动控制，2012，32(10)：4-9.

[2]陆珏，陈洋，谢薿.高架复合道路周边既有住宅建筑降噪隔声改造设计及应用研究[J].声学技术，2019，38(3)：328-333.

[3]黄惠莹.浅谈城市高速公路噪声污染投诉的成因及解决方案——以广州市为例[J].广东化工，2019(5)：174-175.

[4]王庭佛，冯苗锋，徐剑.城市高架道路全封闭声屏障的设计与施工[J].环境工程，2012，30(3)：113-116.

[5]林道锦，孙振华，单华刚，等.穿城高速公路高架桥交通噪声分析及对策[J].公路，2020(4)：345-351.

[6]王新.近市区段高速公路声屏障设计[J].工程建设与设计,2019(13):83-86.

[7]声屏障信息门户网专家组.声屏障技术与材料选用手册[K].北京：机械工业出版社，2011．

[8]张轩.高速公路声屏障设计研究[J].交通世界,2020(25):26-27.

[9]聂丽娜.高速公路路侧多层建筑噪声防治设计[J].环境与可持续发展,2017(2):62-64.