高速公路声屏障噪声治理
随着声屏障措施受到公路环保领域的认可，建造的数量和规模也呈现逐年激增之势，然而声屏障设计与建造方法始终没有统一的标准，为此，项目执行单位广东省深汕高速公路筹建处委托有关单位对噪声现状作详细的监测，并运用噪声模型预测评价结果，确定长沙学校、新村小学路段必须设置隔声屏障。、
2 声屏障的方案设计
2.1 方案设计
长沙学校是一所中学和小学合一的学校，师生1 208人，有两幢相互平行的三层教学楼。该楼离公路硬路肩外缘的最近水平距离为66m，教学楼地面比公路路面低7.8m。通车前，该校环境噪声背景值为62.7dB，2015年昼间预测值为66.2dB，声屏障设计降噪目标为5.0dB。由此计算长沙学校声屏障长400m，高2.0m,主体为隔声式屏障。
新村小学有师生137人，一幢两层教学楼与公路基本平行，距公路硬路肩外缘的水平距离为86m，教学楼地面与公路路面标高大致相同。通车前该校环境噪声背景值为56.3dB，2015年昼间预测值为65.4dB，设计降噪目标为9.0dB。据此，确定新村小学声屏障长170m，高3.1m，主体为隔声式屏障。
2.2 设置位置
鉴于公路已建成通车，路基施工时又没有预留场地，土路肩外侧就是高陡边坡的情况，声屏障只能设置于公路北侧土路肩上，因其与原有护栏间距小于安全距离1.5m，为增加声屏障的防撞安全性，在声屏障下部修筑一座钢筋混凝土台(即新泽西护栏)，同时采用钢管桩基础。声屏障中心线离硬路肩外缘0.63m，离行车道外缘的最小距离为3.13m。如图1所示。
3 声屏障的结构设计
3.1 地上部分
在基础底板上修筑高为0.81m，厚0.30～0.53m的钢筋混凝土台，其朝向公路一面实贴HA吸声板(一种全天候吸声材料、强度高、可清洗、无二次污染)。后预埋两块法兰盘并在其上安装钢立柱，立柱间插装XL2型历新玻璃卡布隆板构件。声屏障的平均声波透射损失TL＞27dB，下部HA板平均吸声系数α=0.51，具有良好的隔声性能和符合要求的吸声性能。
图1 声屏障侧立面图
3.2 基础部分
底板下采用钢管桩基础。桩径为Φ140×4.5(mm)，其中长沙学校声屏障桩长1.5m(入土深度)；新村小学声屏障桩长3.0m(入土深度)，在各桩间浇筑基础底板和混凝土台。
3.3 排水设计
在略低于硬路肩边缘的基础底板上每隔2m设一个泄水孔，孔径为Φ100mm，孔的斜度为2%。在基础底板外侧修一条20×20cm的槽形水沟收集泄水孔排出的水，并由急流槽排至路外。
3.4 经过跨线桥的结构设计
采用Φ14螺杆上下两排把钢立柱固定在桥梁防撞护栏上，再在立柱间插装XL2型板构件。由于XL2板的容重很小，对桥梁的工作状态没有影响。
4 声屏障声学效果检测
4.1 声学效果检测
根据交通部科技信息所1998年7月的检测报告(见表1)，可知近期长沙学校和新村小学关键受声点处的昼间环境噪声值均未超过设计环境噪声最高允许值，两座声屏障达到设计目标。
表1 长沙学校、新村小学关键受声点处Leq监测结果
| 监测时间 | 监测地点 |
昼间监测值 Leq(dB) |
最高允许值 Leq(dB) |
|
1998.7.26～27 (6：00～22：00) (8 747～11 307辆/日) |
长沙 学校 |
一楼 | 59.4 | 62.7 |
| 二楼 | 59.8 | |||
| 三楼 | 60.6 | |||
|
1998.7.27 (9：30～10：45) (仅在交通量高 进行峰期监测) |
新村 小学 |
二楼 | 55.4 | 56.3 |
根据新村小学校、长沙学校1998年3月的监测
结果(如表2、表3)，为对声屏障的降噪效果进行评价，选取干扰声源较少时的测试值作为比较参数，在新村学校选取1998年3月19日9∶00的测试值，在长沙学校选取1998年3月20日16∶55的测试值。新村学校监测点与新村参照点之间距离为283m，长沙学校监测点与后棚村参照点之间距离为340m，以车辆在高速公路上100km/h为平均车速，单体车辆运行在敏感点与参照点两点之间的时间差可以忽略不计。新村学校声屏障在上述时段对交通噪声的衰减量为9.4dB，长沙学校声屏障在上述时段对交通噪声的衰减量为4.1dB。在其他时段，两声屏障的降噪效果也是明显的。
表2 新村学校声屏障外敏感点和参照点噪声监测结果
| 时间 | 测点类型 | 距路肩m | 路面差m | 声级，dB | 车流量(辆/h) | |||||||||
| Lim | Lmax | L10 | L50 | L90 | SD | Leq | 重型车 | 轻型车 | ||||||
| 9：00 | 敏感点 | 84 | 3.6 | 32.7 | 65.9 | 49.0 | 43.5 | 38.3 | 4.1 | 45.8 | 135 | 183 | ||
| 9：00 | 参照点 | 84 | 1.2 | 50.0 | 63.0 | 58.0 | 53.0 | 51.0 | 3.0 | 55.2 | 135 | 183 | ||
| 15：30 | 敏感点 | 84 | 3.6 | 42.2 | 78.5 | 61.7 | 56.9 | 52.2 | 3.8 | 58.5 | 234 | 492 | ||
| 15：30 | 参照点 | 84 | 1.2 | 48.0 | 64.0 | 62.0 | 57.0 | 52.0 | 3.6 | 58.5 | 234 | 492 | ||
| 22：30 | 敏感点 | 84 | 3.6 | 53.7 | 71.3 | 60.6 | 57.2 | 55.2 | 2.1 | 58.2 | 219 | 219 | ||
| 22：30 | 参照点 | 84 | 1.2 | 50.0 | 67.0 | 63.0 | 57.0 | 52.0 | 4.1 | 58.9 | 219 | 219 | ||
| 8：35 | 敏感点 | 84 | 3.6 | 43.8 | 78.7 | 62.5 | 56.0 | 50.3 | 4.7 | 59.0 | 282 | 390 | ||
| 8：35 | 参照点 | 84 | 1.2 | 54.0 | 73.0 | 70.0 | 64.0 | 57.0 | 4.7 | 65.9 | 282 | 390 | ||
| 14：35 | 敏感点 | 84 | 3.6 | 43.6 | 80.4 | 60.4 | 56.0 | 51.2 | 3.6 | 57.6 | 234 | 435 | ||
| 14：35 | 参照点 | 84 | 1.2 | 52.0 | 72.0 | 69.0 | 63.0 | 57.0 | 4.3 | 64.9 | 234 | 435 | ||
| 22：10 | 敏感点 | 84 | 3.6 | 54.8 | 79.5 | 62.4 | 59.1 | 56.9 | 2.3 | 62.0 | 246 | 231 | ||
| 22：10 | 参照点 | 84 | 1.2 | 52.0 | 72.0 | 67.0 | 62.0 | 55.0 | 4.7 | 64.0 | 246 | 231 | ||
表3 长沙学校声屏障外敏感点和参照点噪声监测结果
| 时间 | 测点类型 | 距路肩m | 路面差m | 声级，dB | 车流量(辆/h) | |||||||||
| Lim | Lmax | L10 | L50 | L90 | SD | Leq | 重型车 | 轻型车 | ||||||
| 10：30 | 敏感点 | 63 | 3.3 | 50.7 | 72.7 | 62.2 | 58.2 | 54.7 | 3.0 | 59.6 | 249 | 333 | ||
| 10：30 | 参照点 | 63 | 1.2 | 48.0 | 68.0 | 64.0 | 57.0 | 51.0 | 5.0 | 60.2 | 249 | 333 | ||
| 16：35 | 敏感点 | 63 | 3.3 | 47.1 | 89.0 | 69.7 | 64.5 | 58.9 | 4.4 | 66.7 | 225 | 372 | ||
| 16：35 | 参照点 | 63 | 1.2 | 46.0 | 84.0 | 69.0 | 62.0 | 52.0 | 7.2 | 73.0 | 225 | 372 | ||
| 23：30 | 敏感点 | 63 | 3.3 | 54.8 | 76.6 | 64.9 | 62.5 | 60.2 | 2.0 | 63.1 | 234 | 144 | ||
| 23：30 | 参照点 | 63 | 1.2 | 56.0 | 69.0 | 66.0 | 63.0 | 58.0 | 3.0 | 63.7 | 234 | 144 | ||
| 10：15 | 敏感点 | 63 | 3.3 | 39.2 | 93.0 | 58.3 | 50.6 | 45.1 | 5.6 | 62.9 | 252 | 237 | ||
| 10：15 | 参照点 | 63 | 1.2 | 44.0 | 68.0 | 63.0 | 54.0 | 46.0 | 6.2 | 58.8 | 252 | 237 | ||
| 16：55 | 敏感点 | 63 | 3.3 | 38.3 | 85.5 | 60.0 | 52.4 | 45.1 | 5.7 | 56.4 | 234 | 441 | ||
| 16：55 | 参照点 | 63 | 1.2 | 48.0 | 68.0 | 64.0 | 58.0 | 52.0 | 4.6 | 60.5 | 234 | 441 | ||
| 23：20 | 敏感点 | 63 | 3.3 | 52.9 | 81.9 | 64.9 | 61.4 | 58.2 | 2.8 | 62.7 | 234 | 186 | ||
| 23：20 | 参照点 | 63 | 1.2 | 56.0 | 68.0 | 66.0 | 62.0 | 58.0 | 2.9 | 63.0 | 234 | 186 | ||
5 声屏障工程造价分析
深汕高速公路经过粤东沿海地区，经济比较发达。长沙学校是一所规模较大的中小学校，校舍由许多华侨集资修建，新村小学也是1995年新建，两所学校周围有许多居民小洋楼，为使声屏障与该地区的环境相协调，设计时选用进口、打不破的卡布隆透明板，既符合国情又具有21世纪的时代风貌。每座声屏障造价控制在100万元以内。长沙学校声屏障(长400m，高2 m)造价分析见表4。
表4 长沙学校声屏障工程造价分析
| 名称 | 建造费用(元) | 造价分析 | 备注 |
| 上部工程 | 516 600.00 | 1 076.25元／m2 | 含方钢立柱、LK卡布隆板、铝合金框架、异形槽钢、钢内衬、双面铝压条、镀锌、制安、运输等 |
| 下部工程 | 259 472.46 | 648.68元／延米 | 含钢管桩、钢筋砼护柱、预埋件，路面防污、安全设施、场地租用等 |
| 合计 | 933 149.53 | 2 332.87元／延米或1 166.44元／m2 | 含管理费、利润、税金 |
从上表分析可见，建造声屏障的费用是比较高的，这与我们选用的材料和结构型式有很大关系。当然国内其他声屏障因就地取材或选用国内材料，造价会大大降低。
6 结论与建议
(1)深汕高速公路西段声屏障的修建，有效地降低了交通噪声，保护了新村、长沙两所学校的教学环境，社会效益是明显的，曾受到世行环保专家的好评。实践证明，公路声屏障确能起到降噪保护敏感点的作用。
(2)声屏障设计包括声学、结构、景观3部分，本工程在施工过程中充分体现设计意图，同时根据现场实际情况，和生产厂家一起作了部分完善，如电话亭预留位置、新泽西护栏与桥台砼连接、卡布隆板插装铝合金框的密封条型式，预埋钢板的平面控制问题等。
(3)加强噪声敏感点的预测和评价工作，确需设置声屏障时，应特别注意预留场地，或与路基同步施工，既保证安全，又节约投资。
(4)声屏障材质的选择，立足于国内，并优先考虑当地现有材料，在满足吸、隔声性能、结构、景观要求的前提下，选择价格较低的材料，从而降低声屏障的总体造价。
(5)在沿海地区、特别要重视台风的影响，使其足以抵御强台风袭击。此外，还要考虑声屏障的耐用性及易维护性。