摘要: 本文主要介紹探討了云南第一道高速公路生態(tài)型聲屏障---思小高速公路生態(tài)型聲屏障的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)。生態(tài)型聲屏障作為一種獨(dú)特的新型防噪措施，具有高效的防噪性能、良好的視覺(jué)景觀效果、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種很值得推廣的治理公路噪聲污染的措施。

關(guān)鍵詞: 云南思小高速公路，生態(tài)型聲屏障，設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)背景

昆明至曼谷國(guó)際大通道的核心路段——思茅至小勐養(yǎng)高速公路于2006年4月6日正式竣工通車，公路全長(zhǎng)97.75公里，概算總投資39.95億元。建成通車后，胡錦濤總書(shū)記親自對(duì)公路全線進(jìn)行了參觀檢查并做了重要指示，肯定了思小路作為一條生態(tài)之路 、人文之路、 人本之路 、和諧之路，注重公路沿線的環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理的科學(xué)工作理念。思小路建設(shè)過(guò)程中，在整體設(shè)計(jì)上引入了“寧橋勿填、寧隧勿挖”的理念，創(chuàng)造性提出了“建設(shè)一條人與自然和諧發(fā)展的生態(tài)環(huán)保高速公路”、“保護(hù)自然、回歸自然、融入自然、享受自然”的工作思路，借鑒以往高速公路的成功經(jīng)驗(yàn)，橋梁隧道建設(shè)服從、配合線路，減少開(kāi)挖，保護(hù)周邊環(huán)境，最終把思小路建設(shè)成了第一條真正意義上的生態(tài)、環(huán)保路。在公路噪聲治理的措施方面，同樣貫徹了“生態(tài)、環(huán)保路”指導(dǎo)方針，采用了綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的生態(tài)型聲屏障措施方案。實(shí)踐證明，思小高速公路生態(tài)型聲屏障的實(shí)施，不僅發(fā)揮了其高效的防噪性能，大大降低了交通噪音對(duì)周圍居民和學(xué)校的干擾，同時(shí)，它還具有良好的視覺(jué)景觀效果，美化了路域環(huán)境。本文下面就從該道生態(tài)型聲屏障的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了闡述探討。

2.生態(tài)型聲屏障的設(shè)計(jì)

在日益重視環(huán)境保護(hù)的今天，自然生物生態(tài)型聲屏障是聲屏障研究發(fā)展的趨勢(shì)。生態(tài)型聲屏障設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思路是指在聲屏障上或旁邊種植花草或樹(shù)藤爬墻類植物，既綠化聲屏障，又增加吸聲和減噪功能；將聲屏障外觀設(shè)計(jì)成可種植綠色植物的生態(tài)形式，凸現(xiàn)綠色自然外表，符合公路建設(shè)“綠色環(huán)保路”的方向，可與公路沿線環(huán)境有機(jī)結(jié)合。

本次云南思小路的生態(tài)型聲屏障主要從該聲屏障的聲學(xué)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)以及材料設(shè)計(jì)四方面入手進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

2.1 聲學(xué)設(shè)計(jì)

(一)設(shè)計(jì)依據(jù)

本次設(shè)計(jì)主要是依據(jù)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)噪聲污染防治法》、《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》、《交通建設(shè)項(xiàng)目保護(hù)管理辦法》《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-93）及《城市區(qū)域環(huán)境噪聲測(cè)量方法》（GB/T14623-93）、《關(guān)于公路建設(shè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中環(huán)境噪聲適用標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)問(wèn)題的復(fù)函》、《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范》（JTJ005—1996）、《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ/T006—98）等法律法規(guī)文件和思小高速公路主體工程相關(guān)設(shè)計(jì)文件及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘察資料。

（二）設(shè)計(jì)指標(biāo)

本道聲屏障主要是保護(hù)思小路K42+225~K42+38段普文小學(xué)以及周邊居民正常的生活，消減交通噪聲對(duì)其的干擾影響。關(guān)鍵受聲點(diǎn)選擇普文小學(xué)第一排教學(xué)房窗戶前1米處為關(guān)鍵受聲點(diǎn)。思小路聲環(huán)境敏感點(diǎn)現(xiàn)況見(jiàn)表2.1-1。

表2.1-1 思茅～小勐養(yǎng)高速公路重要敏感點(diǎn)一覽表

（1）屏障降噪設(shè)計(jì)指標(biāo)

聲屏障降噪量指在給定的噪聲源在同一接收點(diǎn)設(shè)置聲屏障前后測(cè)得的聲級(jí)差，用以衡量聲屏障對(duì)直達(dá)聲的消減效果。同時(shí)考慮設(shè)置聲屏障后各種影響因素的綜合效應(yīng)和修正。

（2）聲屏障的位置

聲屏障的位置和長(zhǎng)度與敏感點(diǎn)所處位置的環(huán)境特征、窗戶朝向、圍墻高度和線形等因素有關(guān)。根據(jù)實(shí)際的地形情況，本段聲屏障設(shè)置在已有基礎(chǔ)上屏蔽噪聲作用。

（3）聲屏障的高度

在聲源與接收點(diǎn)之間，插入一個(gè)有足夠面密度的密實(shí)材料的板或墻，能使聲波有一個(gè)顯著的附加衰減量，這樣的“障礙物”稱為聲屏障。在空氣中傳播的聲波遇到聲屏障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反射、透射和繞射現(xiàn)象（見(jiàn)圖2.1-1所示）。聲屏障的作用就是阻擋直達(dá)聲的傳播，隔離透射聲，并使繞射聲有足夠的衰減。當(dāng)聲波撞擊到聲屏障的壁面上時(shí)，會(huì)在聲屏障的邊緣產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，而在屏障的背后形成“聲影區(qū)”。位于“聲影區(qū)”內(nèi)的噪聲級(jí)低于未設(shè)置聲屏障時(shí)的噪聲級(jí)，從而達(dá)到降噪目的。

圖2.1-1  聲屏障的聲繞射示意圖

根據(jù)對(duì)車輛行駛噪聲的頻譜分析得到，車輛的噪聲譜在250Hz和2000Hz之間最為顯著，且能量基本分布于500Hz的附近，因此可以認(rèn)為聲屏障對(duì)交通噪聲A聲級(jí)相當(dāng)于對(duì)500Hz聲波的衰減。

聲屏障的高度根據(jù)其設(shè)計(jì)的噪聲衰減量、聲屏障的長(zhǎng)度、屏障與聲源接收點(diǎn)之間的相對(duì)位置、公路線形等因素決定。設(shè)計(jì)原理見(jiàn)圖2.1-2所示。

圖2.1-2  聲屏障噪聲衰減量計(jì)算原理圖

根據(jù)無(wú)限長(zhǎng)聲屏障的噪聲衰減量，再考慮有限長(zhǎng)聲屏障的修正，即可得到一定長(zhǎng)度、不同高度的各聲屏障對(duì)公路交通噪聲的實(shí)際衰減量。

聲屏障計(jì)算結(jié)果內(nèi)容如下：

表2.1-2 思茅～小勐養(yǎng)高速公路生態(tài)型聲屏障降噪設(shè)計(jì)指標(biāo)

其中計(jì)算結(jié)果為理論最佳衰減值，因?yàn)槁暡ň哂休^強(qiáng)的反射及繞射性，實(shí)際降噪效果為5～7.0dB(A)，聲屏障的插入損失量一般為8～10dB(A)左右。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)依據(jù)

本次設(shè)計(jì)采用的技術(shù)規(guī)范包括《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GBJ9-87）、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ7-89）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ10-89）、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ17-88、《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ/T006-98等；如有上述標(biāo)準(zhǔn)未涉及到的項(xiàng)目，以相應(yīng)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。

（二）設(shè)計(jì)要點(diǎn)

a) 屏障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：風(fēng)荷載按風(fēng)壓（百年一遇）0.60 KN/m2計(jì)算；基礎(chǔ)抗傾覆系數(shù)：1.721>1.5。

b) 屏障錨接于原有路沿混凝土擋土墻墻頂，屏體基礎(chǔ)承載力滿足強(qiáng)度要求。

c) 聲屏障基本設(shè)計(jì)高度2.50m；屏體兩端階梯形的高度分別為2.00m 和1.50 m.

d) 每3.00m澆注一道鋼筋混凝土構(gòu)造柱，保證屏體整體的穩(wěn)定性和抗傾力。

（三）設(shè)計(jì)指標(biāo)

該段生態(tài)型聲屏障工程設(shè)計(jì)規(guī)模如下表：

表2.2－1 思茅～小勐養(yǎng)高速公路生態(tài)型聲屏障規(guī)模表

2.3 景觀設(shè)計(jì)

作為一道生態(tài)型的聲屏障，本次在屏障的景觀設(shè)計(jì)上主要體現(xiàn)了綠色、環(huán)保、美觀的主題，從屏體的選材到外型設(shè)計(jì)都貫穿了這一思想。屏體材料采用當(dāng)?shù)厝〔牡妮p質(zhì)墻體磚砌筑屏體，屏體前后表面滿貼吸隔聲文化石材料，既美觀大方，又經(jīng)濟(jì)實(shí)用，同時(shí)還具有濃郁的鄉(xiāng)土氣息，與當(dāng)?shù)氐木坝^融為一體。

屏體的外型設(shè)計(jì)采用了黃金分割尺寸的階梯線形，從而使該段生態(tài)型聲屏障自然、和諧地融入到周邊的環(huán)境當(dāng)中，與思小高速的整體設(shè)計(jì)思路完美統(tǒng)一。同時(shí)，為了讓該道聲屏障具有更強(qiáng)的立體感，我們?cè)诳抗芬粋?cè)每間隔6m設(shè)計(jì)種花磚花柱一道，既為屏體的綠化種植提供了平臺(tái)，又為該道屏體增加了動(dòng)感；最后，為了突出屏體的整體線形，我們?cè)谄馏w頂部設(shè)計(jì)了麻面石壓頂，在屏體底部沿路線走向建造25cm高花臺(tái)，兼作屏體攀緣植物和裝飾花草的種植平臺(tái)。該段生態(tài)型聲屏障的景觀效果設(shè)計(jì)實(shí)景如圖2.3-1所示。

圖2.3-1 思小路生態(tài)型聲屏障景觀設(shè)計(jì)實(shí)景圖

2.4材料設(shè)計(jì)

思小路生態(tài)型聲屏障屏體主要材料：

1）屏體主體材料

就地選用了項(xiàng)目所在地區(qū)生產(chǎn)的輕質(zhì)墻體磚砌筑材料，構(gòu)造柱鋼筋選用直徑10mm的一級(jí)鋼，C20砼澆注。

2）吸隔聲材料

吸隔聲材料選用具有濃郁鄉(xiāng)土文化氣息的文化石吸隔聲材料。該材料的基本參數(shù)如下：

（1）作為一種新型的吸隔聲材料，文化石吸隔聲板平均吸隔聲量（材料實(shí)驗(yàn)室結(jié)果）≥30dB(125Hz～4000Hz，1/3倍頻程)。

（2）文化石吸聲板的面板厚度2.5~3.5cm。

3.種花磚和壓頂材料

種花磚選用現(xiàn)場(chǎng)澆注的微顆粒垢物半圓體，半圓直徑為40cm；屏體壓頂采用40cm×20cm麻面石型材。

4. 結(jié)構(gòu)膠

屏體基礎(chǔ)植筋采用GM結(jié)構(gòu)膠：極限強(qiáng)度，抗剪：18Mpa，抗拉：33Mpa。

3．結(jié)束語(yǔ)

圖3-1 思小路生態(tài)型聲屏障實(shí)景圖

參考文獻(xiàn)：

1、交通部公路科學(xué)研究院，云南思小高速公路普文段聲屏障工程施工圖設(shè)計(jì)方案，2005年9月；

2、范錦忠，輕集料混凝土砌塊綠色生態(tài)型聲屏障發(fā)展概論，建筑砌塊與砌塊建筑，2003 年第5期；

3、劉銀生等，生態(tài)聲屏障方案研究及應(yīng)用，中南公路工程，2005年3月；

4、中華人民共和國(guó)交通部.JTJIT 006-98公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范.人民交通出版社，1998-12-O1

5、中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)保局HJ / T90-2004.聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)和測(cè)量規(guī)范.中國(guó)環(huán)境出版社，2005-10-28

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