上海外環線道路聲屏障的施工及降噪效果
上海外環線（又稱A20公路）全長約98km，跨越6個區，雙向8車道，設計車速80～100km/h，已投入運行。目前高峰車流量約8000輛/h，大型車輛居多，道路邊線處的噪聲高達85～90dB。外環線是上海市中環線和郊環線（A30公路）之間的一條大動脈，對緩解上海的交通擁堵局面起了很大的作用，但其交通噪聲對沿線敏感點的影響也十分突出。原設計已預計到交通噪聲影響，因此采取了低噪聲路面、綠化隔離帶等降噪措施，但仍未達到要求，投訴頗多。設計安裝了不同高度、不同長度、不同型式的道路聲屏障，2007年上半年，通過對外環線道路聲屏障試驗段的實踐，在取得經驗的基礎上，2007年至2008年分一、二期工程，總投資 2億多元，以解決外環線的交通噪聲擾民問題。
上海新華凈環保工程有限公司通過公開招投標，取得了施工安裝單屏長度約3.8km的外環線道路聲屏障的任務。在市公路主管部門的支持和設計單位的指導下，完成了廣順小區段、新梅花苑段和虹莘新村段聲屏障的施工安裝工程。上海市環境監測中心對該路段聲屏障降噪效果的實測表明，工程達到了原設計要求。該段工程已通過國家環保驗收。
1 道路聲屏障的設計要求
1.1 安裝位置
廣順小區段：廣順居民住宅小區位于外環線天山路立交的南側路東。居民樓距外環線車行道邊線約48m，在外環線路東及中間隔離帶東側安裝道路聲屏障，總長約885m，其中路東側聲屏障長×高約為458×6.5（m），路中聲屏障長×高約為427×4.95（m）。
新梅花苑和虹莘新村段：在外環線莘莊立交北部東側，居民住宅距外環線車行道邊線約48m，在外環線的環外側、環中側、環內側安裝總長約2879m的聲屏障，其中環外側長×高約為293×4.5（m），環中側長×高約為 1293×4.95（m），環內側長×高約為1293×6.5（m）。
環中側聲屏障為雙面吸聲，其余均為單面吸聲。道路聲屏障的安裝位置如圖1、圖2所示。
 圖1 外環線廣順小區聲屏障及噪聲測點位置 |
 圖2 外環線新梅花苑和虹莘新村聲屏障及噪聲測點位置 |
1.2 聲屏障設計降噪量及材料選擇
按外環線車流量預測數據，通過德國CADNA噪聲預測軟件計算，敏感點居民住宅處設計要求降噪量為4.3～ 8.7dB，平均降噪量應為7dB左右。外環線交通噪聲的頻譜呈中低頻特性，100～2000Hz聲級都較高，因此隔聲吸聲材料的選擇應符合交通噪聲的特性。本段聲屏障選用鋁纖維和珍珠巖兩種吸聲材料為面板，鋁纖維在500Hz以上有較好的吸聲特性，兩種材料搭配，可達到降噪系數 NRC＞0.70的設計要求。聲屏障隔聲部分采用1.2mm厚的鍍鋅鋼板，隔聲量＞30dB。聲屏障下部為混凝土防撞墩，面層貼珍珠巖吸聲板，該板隔聲量＞26dB。中部透明隔聲屏體作為景觀和視窗，采用5+0.75+5（mm）的夾層安全玻璃，隔聲量＞25dB。屏體的基本風壓按 0.60kN/m2 、基本風速按33.8m/s進行設計計算。
1.3 聲屏障的結構型式
根據計算結果，選用H型鋼立柱175×175×7.5×11（mm）和150×150×7×10（mm），立柱連接螺栓為（4-M33和4- M30）C型輕鋼龍骨。屏體基部為2000mm高的鋼筋混凝土防撞墩及基礎（部分屏體基部高為850mm）。屏體頂部為半圓弧型中空吸聲體，用螺栓固定在H型鋼立柱上。
2 道路聲屏障的現場施工安裝
2.1 H型鋼立柱預埋件施工
H型鋼立柱安裝于預埋的底板及螺栓上。底版及螺栓預埋于鋼筋混凝土的防撞墩上，應平整垂直，中心線誤差應小于5mm。底板與防撞墩配筋焊牢，用植筋膠填實空隙，外露的螺栓進行防護處理。預埋底板間距應按屏體尺寸確定，并編號記錄。清除預埋底板上的雜物，螺栓涂潤滑油。
2.2 H型鋼立柱的制作安裝
將符合國標要求的H型鋼立柱按設計尺寸截料，再與固定底版和加強筋垂直滿焊為一體，焊接時采用靠模，以保證垂直度。固定底板上的連接孔應與上述預埋底板上的螺栓尺寸相符，經檢驗合格后再進行防腐處理。H型鋼立柱采用熱浸鍍鋅，鍍層平均厚度大于 80μm，熱鍍鋅后進行靜電噴涂（全亞光），涂層平均厚度不小于50μm。
2.3 金屬屏體及透明隔聲屏的安裝
金屬屏體采用1.35mm厚鋁纖維前面板+93mm厚聯接龍骨（空腔）+1.2mm厚鍍鋅鋼板后面板組合而成。透明隔聲屏是將5+0.75+5（mm）夾膜玻璃嵌裝于 100×52×112（mm）鍍鋅鋼板彎折成的框架內，框架外表面靜電噴涂。H型鋼立柱安裝到位后，利用專用吊裝工具，將屏體吊運到兩相鄰H型立柱的凹槽上慢慢放下嵌入到H鋼立柱的適當高度并調整到位。
2.4 下部珍珠巖吸聲板的安裝
路基段混凝土防撞墩表面安裝帶有裝飾圖案的珍珠巖吸聲板，按珍珠巖吸聲板背面預留的安裝孔的位置，在防撞墩的表面定位并打脹錨螺栓，用定位螺母及聯接螺栓將珍珠巖吸聲板調整到位，再用結構膠將珍珠巖吸聲板粘結在防撞墩墻面上。
2.5 縫隙處理
為防止屏障漏聲，凡有縫隙的地方都用水泥漿填實，屏體之間的空隙用玻璃硅膠填充密實。圖3為聲屏障的結構示意圖。
 圖3 外環線聲屏障結構示意 |
3 聲屏障的效果
3.1 廣順小區聲屏障實測結果
廣順小區24號為六層樓居民住宅，距聲屏障約 48m。在二、四、六層樓上布置監測點（受聲點），實測安裝聲屏障后的A計權聲級。為評價聲屏障的降噪效果，在同一路段的北側未裝聲屏障的金鐘路999號二樓西窗外布置對照監測點，對照監測點距外環線約60m，同步測試的結果列于表1。
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3.2 新梅花苑和虹莘新村聲屏障實測結果
新梅花苑即報春路4 8 8弄，虹莘新村即虹莘路 1551弄，均在外環線莘莊立交的北面東側。新梅花苑六層樓居民住宅距離聲屏障約48m，虹莘新村也系六層樓居民住宅，距聲屏障約54m，對照監測點選在未安裝聲屏障的虹莘路1935弄7號五層樓居民住宅的窗外。對照監測點距外環線約55m。進行同步測試。實測結果列于表2。
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實測結果表明，道路聲屏障可使二層樓居民住宅噪聲降低14dB左右，可使四層樓居民住宅噪聲降低12dB左右，可使六層樓居民住宅噪聲降低9dB左右。安裝道路聲屏障之后，外環線兩側居民住宅處晝間可以達到4類區標準規定。晝間由治理前的74dB降為治理后的67dB，比標準要求的70dB低了3～4dB，而夜間四層樓以下噪聲由治理前的74dB左右，降為治理后的65dB以下，夜間噪聲仍有些超標，但比未裝道路聲屏障之前噪聲降低了10dB左右，達到了降噪7dB左右的設計要求，聲環境得到了很大改善，居民基本可以接受。外環線道路聲屏障的設置，得到了各方面的重視和肯定，取得了一定經驗，同時也得到了當地居民的歡迎，可供類似工程參考。
參考文獻：
[1] 馬大猷.噪聲與振動控制工程手冊[M].北京：機械工業出版社，2002.
[2] 呂玉恒，王庭佛.噪聲與振動控制設備及材料選用手冊[M].北京：機械工業 出版社，1999.
[3] GB3096-93 城市區域環境噪聲標準[S].
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