姜 博

(合肥市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230000)

1 引 言

城市人口的不斷增加和汽車保有量的逐年提高，造成了交通的擁堵加劇，城市高架快速路以及互通立交的建設(shè)一定程度上緩解了交通壓力，減少城區(qū)的上下班通勤時間，但是改造道路高架橋的實(shí)施對沿線既有的小區(qū)不可避免的產(chǎn)生了一定的噪聲污染。目前在高架橋上安裝聲屏障是從源頭減低噪聲的主要手段，本文以二環(huán)阜陽路互通立交為例，采用環(huán)境噪聲預(yù)測軟件Cadna/A實(shí)景建模分不同類型聲屏障組合方案對周邊小區(qū)的影響，從安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、養(yǎng)護(hù)方便分析最優(yōu)解決方案。

2 項(xiàng)目概況

2.1 工程概況

近年來，隨著合肥市城市規(guī)模的不斷發(fā)展，造成目前合肥市中心城區(qū)交通相對集中，交通壓力很大，難以滿足城市發(fā)展需要，同時給市民的工作和生活帶來諸多不便。為了緩解城市交通矛盾，盡快實(shí)施完善道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，適應(yīng)各區(qū)的交通整體需求，緩解中心城區(qū)及其各區(qū)域客貨運(yùn)交通壓力，形成合理的交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，合肥市于2013年啟動了“暢通二環(huán)工程”，合肥市二環(huán)路是合肥市一條重要的環(huán)線道路，是眾多車輛進(jìn)出合肥市區(qū)的必經(jīng)之路。二環(huán)路全長約41.9 km，分別由東二環(huán)路(原郎溪路)、南二環(huán)路、西二環(huán)路和北二環(huán)路組成。以二環(huán)阜陽路互通立交為例，路口西南側(cè)存在兩棟敏感點(diǎn)小區(qū)，立交A匝道距離1樓最近為7 m，距離2樓最近為5 m。本文利用Cadna/A預(yù)測模型模擬立交及周圍環(huán)境，對重要敏感點(diǎn)提出聲屏障增補(bǔ)建議，為建設(shè)單位做好地鐵高架沿線的噪聲防護(hù)，以減少車輛噪聲的影響提供科學(xué)參考，有利于改善沿線聲環(huán)境質(zhì)量，滿足高架附近居民的合理環(huán)境訴求。

2.2 噪聲標(biāo)準(zhǔn)

室外標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，該區(qū)域內(nèi)小區(qū)位于城市中道路交通干線道路兩側(cè)區(qū)域，為4a類區(qū)，噪聲標(biāo)準(zhǔn)為晝間不大于70 dB(A)，夜間不大于55 dB(A)。

室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：若采取降噪措施后，室外噪聲仍達(dá)不到噪聲標(biāo)準(zhǔn)，則需要采取隔聲措施，滿足居民起居生活的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，主要的隔音措施為加裝隔聲窗。根據(jù)《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》，臥室內(nèi)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)為晝間不高于45 dB(A)，夜間不高于37 dB(A)。

2.3 噪聲標(biāo)準(zhǔn)

高架建設(shè)前對上述兩個小區(qū)晝夜噪聲進(jìn)行了實(shí)測，結(jié)果如表1所示。檢測結(jié)果表明，按照4a類的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，該區(qū)域白天和夜間現(xiàn)狀噪聲均有不同程度的超標(biāo)，白天超標(biāo)1～5 dB，夜間超標(biāo)10～19 dB。白天超標(biāo)量不大，但晚上超標(biāo)明顯。

表1 噪聲實(shí)測結(jié)果

3 聲環(huán)境分析

3.1 模型簡介

本次預(yù)測采用生態(tài)環(huán)境部評估中心評估認(rèn)可的環(huán)境噪聲預(yù)測軟件Cadna/A。影響交通噪聲大小的因素主要包括交通量的參數(shù)(車流量、車速、車型等)，有關(guān)道路自身的參數(shù)(形式、高度、路寬等)，此外是路線兩側(cè)建筑物分布和地形因素等。本次預(yù)測根據(jù)設(shè)計(jì)方案模擬道路形式、平面布局、高架/匝道高度等，根據(jù)地形測繪圖模擬周邊建筑物分布，二環(huán)、相交路高架。

(1)本工程設(shè)計(jì)行車速度：快速路主線：60 km/h；地面道路：50 km/h；立交匝道：30 km/h；

(2)預(yù)測時段：本次預(yù)測選擇運(yùn)營近期為2029年，運(yùn)營中期為2036年，運(yùn)營遠(yuǎn)期為2046年。

(3)交通量：本工程車流量和車型比均來自調(diào)查及預(yù)測資料，主線、C、D匝道采用觀測交通量(目前C、D匝道已放行，其他匝道正在建設(shè)中)，其余采用預(yù)測交通量。

表2 交通量參數(shù)表

3.2 噪聲預(yù)測分析

隨著多年的發(fā)展，聲屏障已經(jīng)有各種各樣的形式，在提升降噪效果的同時，更加注重外形的輕盈美觀，可是說是聲學(xué)、美學(xué)綜合體。目前城市高架橋常用的聲屏障形式主要有直立式聲屏障和封閉聲屏障兩大類。直立式因其構(gòu)造簡單、經(jīng)濟(jì)適用在全國得到了廣泛應(yīng)用，直立式又可細(xì)分為直立組合式和直立吸音式。組合式主要是由透明的隔聲亞克力板讓聲波得以反射，填充玻璃棉材質(zhì)的吸音屏消除噪聲，優(yōu)點(diǎn)主要是視野通透，但是降噪量較差。吸音式鍍鋅板聲屏障屏體面板通過機(jī)械穿孔做成百葉孔，屏體內(nèi)部填充璃纖維棉或其他吸音材料，聲波通過面板空隙進(jìn)入到屏體內(nèi)部，并被內(nèi)部材料多次反射、折射后吸收，降噪效果相較于組合式稍好，但通透性較差。

封閉是聲屏障分為全封閉聲屏障和半封閉聲屏障，降噪效果好，但造價高。若橋梁兩側(cè)距離房屋較近，全封閉屏能能從內(nèi)部消化噪聲，無疑為較好的解決方案。若橋梁單側(cè)距離房屋較近，另一側(cè)較遠(yuǎn)時，則可采用半封閉屏，遠(yuǎn)離小區(qū)的一側(cè)鏤空設(shè)計(jì)，在降噪效果不降低的同時，增強(qiáng)的屏障內(nèi)的通風(fēng)和消防性能，尤其是單車道的匝道，半封閉在消防方面的優(yōu)勢就表現(xiàn)的更加明顯。本項(xiàng)目由于主線和部分匝道已建成通車，故對距離房屋比較近A、B匝道從3 m直立組合式、3.8 m直立吸音屏，半封閉和全封閉四種聲屏障進(jìn)行分析，尋求最優(yōu)方案。

從分析結(jié)果可知，

(1)無論何種聲屏障方案，夜間室外均不達(dá)標(biāo)，均超標(biāo)1～11 dB；白天部分達(dá)標(biāo)，部分超標(biāo)在2 dB以內(nèi)。1～3層的噪聲白天均超標(biāo)明顯，高架上設(shè)置聲屏障對沿街底層無作用，這是由于低樓層主要受地面交通噪聲影響。

(2)對于1號樓，四種方案的晝間模擬樣本達(dá)標(biāo)率分別為46%、54%、78%、78%，可以看出隨著聲屏障高度的增加，達(dá)標(biāo)率逐漸提高，全封閉和半封閉效果差別不大。

(3)匝道3 m直立式對綜合噪聲降低量為0.5 dB以內(nèi)，3.8 m吸音屏對綜合噪聲降低量為0.2～1.8 dB，半封閉聲屏障對綜合噪聲降低量為0.2～3.3 dB，全封閉聲屏障對綜合噪聲降低量為0.2～3.5 dB，綜合降噪效果不明顯，主要是因?yàn)樵肼曃廴驹粗饕獊碜愿呒苤骶€和地面貨車，匝道設(shè)置封閉聲屏障對綜合噪聲減小幅度有限。

(4)匝道采用四種方案均不能使敏感點(diǎn)噪聲室外完全達(dá)標(biāo)，若滿足室內(nèi)達(dá)標(biāo)，需加裝隔聲窗，隔聲量不小于30 dB。

4 啟示與建議

城市高架的噪聲污染防治是今后道路快速化改造過程中遇到既普遍又難以處理的問題之一，直立式聲屏障是采用最多的方式，但是降噪效果差，難以滿足距離較近高架附近居民的合理環(huán)境訴求。封閉聲屏障降噪效果好，但是實(shí)施成本高，且對橋梁承載力的提出了更高要求。對于互通立交，僅對距離較近的匝道實(shí)施封閉聲屏障，對綜合噪聲降噪有限。建議在以后的城市高架建設(shè)中注意以下問題。

(1)科學(xué)合理的制定降噪目標(biāo)。由于城市化進(jìn)程發(fā)展過快，很多道路兩側(cè)的居民樓退讓不夠，在現(xiàn)有地面道路的情況下噪聲已經(jīng)超標(biāo)，那么快速化改造高架橋梁的建設(shè)時的措施噪聲治理目標(biāo)是必須滿足噪聲標(biāo)準(zhǔn)，還是不劣于現(xiàn)狀噪聲是一個值得思考的問題。

(2)應(yīng)以安全性為前提。橋梁結(jié)構(gòu)兩側(cè)無論是加載直立式還是封閉式聲屏障，均增大了橋梁的荷載，尤其是風(fēng)荷載和雪荷載，必須保證橋梁的承載力和抗傾覆性能，確保結(jié)構(gòu)安全。對于一些老的橋梁，不具備安裝聲屏障的條件，應(yīng)從其他角度需求突破。單車道匝道橋如果安裝全封閉聲屏障，在突遇內(nèi)部車輛自燃等災(zāi)難時，對消防提出了不小的挑戰(zhàn)，所以為滿足消防安全，建議單車道匝道盡量不設(shè)置封閉聲屏障，若需設(shè)置，應(yīng)采用半封閉聲屏障，設(shè)置足夠的消防設(shè)施。

(3)考慮經(jīng)濟(jì)美觀、管養(yǎng)方便等條件。聲屏障的設(shè)置增加了橋上行車的壓抑感，景觀效果差，如何做到在降噪的同時增強(qiáng)橋梁景觀性是未來聲屏障產(chǎn)品需要考慮的方面，聲屏障的組成構(gòu)件過多，大規(guī)模的聲屏障增加了城市管養(yǎng)部門的壓力，尤其是全封閉聲屏障在遭遇雪災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害時容易引發(fā)次生災(zāi)害，聲屏障的選型應(yīng)考慮管養(yǎng)維修方便。

(4)尋找新的降噪措施。聲屏障降噪效果有限且造價高，如何從源頭降低噪聲才是最有效的手段，如研究橋面降噪瀝青路面，研究低振動伸縮縫等。也可采取禁鳴、分時段限速等措施降噪噪聲的來源。