以降噪为主要目标的高速公路环境的综合治理

　　1　前言

　　随着可持续发展观念的逐步渗入国民经济的各个部门，环境保护意识越来越引起国内、外人士的重视。近年来，高速公路的修建在我国得到了很大发展，高速公路交通量大、速度快，对经济建设起着举足轻重的作用，但同时由于交通产生的噪声对沿线周围的环境产生了许多不利影响。目前生活在高速公路两侧的人越来越多，据初步测算，我国有3390万人受到公路噪声影响，基中2700万人在高于70dB的噪声严重污染的环境中，沿线的土地要开发利用，居民的生活质量要提高，经济要发展，因此高速公路两侧的交通噪声必须进行有效的防治，这不仅仅是一个社会问题，同时也是一个很重要的经济问题。交通噪声对环境的影响除了对人们身体健康影响外，还直接影响到公路周围的土地价值，有资料表明交通噪声每升高1dB，那么土地的价格就会下降0.08%～1.26%之间，平均降低0.9%左右，反过来说，也就是如果能将交通噪声由比较高的水平降低1dB，那么相当于沿线土地升值0.9%，对于土地批租来说这就是一个很可观的数值，这里还没有考虑其它方面的效益。因此高速公路的交通一定要采取有效的降噪措施进行处理。从国内外的研究成果和实际应用情况来看，降低高速公路的交通噪声有许多方法，如何根据华东地区高速公路的具体情况，选择降噪效果最理想的方法，或者是几个措施的综合应用，这些都需要进行有关研究后才能确定。在国外，对国家交通主干线进行环境监测、评价和保护，已成为许多发达国家完善其公路交通网的重要内容；国内，不少单位对此做过许多有益的研究和尝试，并且为逐步在新建或已建的高速公路上应用各种降噪措施提出了许多对策和建议。

　　2　国内外高速公路降噪技术的发展概况

　　纵观世界各国，对交通噪声防治方面都进行了许多研究，一些发达国家60年代就开始研究公路声屏障技术，到70、80年代已在声屏障的设计和施工方面进行了深入研究和大量实践，积累了丰富的经验。日本在《日本国家干线公路环境保护规范》中认为：“由于迅速发展公路网，到1965年已明显地看出汽车公害成为社会公害”。“交通噪声是环境污染中非常重要的方面，成为居民们反对新建和扩建公路的主要原因”。“公路上采取的环保措施，主要是针对噪声防治和景观保护，修建公路声屏障又是主要的防噪措施”。1983年统计资料就显示“日本道路公团”管理的3936km高速公路中就有455.5km，占总里程的12%.城市中高速公路声屏障设置率高达80%，到1986年美国已修建公路声屏障约720km，投入约3亿美元，还设计了“公路声屏障专家设计优化系统”，进一步提高了公路声屏障的设计水平。德国早在1974年就颁布污染防治法，要求在公路选线时，极力避免对周围环境产生有害影响。如找不到更有利的公路路线，则要修建声屏障，将公路与住宅隔开。据1983年资料报道，德国5700万人口中已有4000据1983多万人深受噪声之害。三分之二的公民要求从公路交通噪声中得到解救。到1987年，其修建的公路声屏障总长度已达到500多km.国内公路部门‘七五’期间在交通噪声方面的研究着重于评价方面，在降低噪声的实用措施方面，尚处于起步阶段，所见报道极少，仅交通部科技情报所曾进行过“贵（阳）黄（果树）公路声屏障技术研究”。在城市内（包括上海市）的高架道路上设置声屏障已经较普遍，这些技术可供借鉴。近年来，国外公路声屏障技术不断发展，总的来说有如下趋势：

　　（1）注重公路声屏障与景观协调设计。公路声屏障在取得减少噪声的环境效益的同时，也带来了一些不利影响，在公路旁竖立起一堵高大而形式单调的墙，会给人们造成心理上的压抑感，阻断汽车司乘人员的视线影响行车安全。为克服这些缺点，许多国家在声屏障建造中，除要求满足声学要求外还特别注重声屏障的造型与色彩设计。还可以因地制宜建造透明声屏障。目前在许多国家已有各式各样新颖美观的声屏障屹立于公路两侧，深受各方人士欢迎。

　　（2）多用低成本材料造公路声屏障。公路声屏障从构成材质上可分为：土堤、木质、钢筋混凝土、金属、吸声材料的混合物等几类。对一般公路而言，许多国家从少投资及易维护考虑多用普通混凝土和轻质混凝土建造吸声和不吸声式声屏障。

　　（3）提倡在声屏障内、前与后种植各类植物。

　　在可能的情况下，将声屏障设计成可栽种花草的形式，使屏障四季长青，既减少噪声污染又可美化环境。

　　3　高速公路交通环境的主要问题

　　高速公路的发展越来越迅猛，对经济建设的促进作用也越来越明显，但对公路沿线周围的环境也产生许多负面的影响，主要可分下几个方面：

　　3.1　空气污染

　　随着交通的迅速提高，在主要道路的邻近区域和重交通的城市道路，汽车交通产生的空气污染已变成一个严重的社会问题。汽车引起的污染物主要有：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）、总烃（THC）、铅微粒和悬浮颗粒（TSP）等，这些污染造成有害的空气被吸入、光化学烟雾、大气臭氧层空洞、溶入土壤影响土质、粘附在农作物上进入人体等危害。相比于城市道路，高速公路对周围的空气污染要轻一些。如沪嘉高速公路，经实测，目前行驶在沪嘉高速公路的轿车车速为100km/h，其它车辆约为80km/h，按排污系数和等标污染负荷法计算可知，车辆排气对环境影响以NOX最大，其次是CO，THC较小，分担率分别为86.6%、12.3%和1.2%.我们选取了沪嘉高速公路平行走向，交通量相当的沪宜公路（前者为3681辆/日，后者为3678辆/日），进行排放污染物情况对照。由于沪宜公路轿车车速为50km/h，其它车辆为30km/h，低于沪嘉高速公路，车辆发动机排放废气中CO和THC均较高，分别为沪嘉高速公路的1.25倍和1.32倍，NOX却较低，仅为0.24倍。由调查结果得知，沪嘉高速公路废气对周围环境的污染程度比沪宜公路要好些，综合评价指数为0.45，沪宜公路为0.54.除沪宜公路车辆废气排放量较大外，与沪嘉高速公路比较，还由于沪宜公路道路狭窄，两旁有建筑物，废气不易扩散，而造成环境质量的恶化。从废气扩散距离的影响来看，据沪嘉高速公路中心线35～55m处的废气浓度大，综合评价指数已达到0.61～0.63，为轻污染区。对于敏感目标点，受高速公路的影响不明显，除1个点为轻污染区外，其余监测的4个点均为清洁区。

　　3.2　噪声及振动污染

　　由于高速公路修建在人口密度大、经济发达地区，因此我国的交通噪声污染越来越严重。交通噪声除了对人们身体健康有损害外，还直接影响到沿线的经济发展，例如，受噪声影响的房地产、工厂、商厦等经济效益和生产效益都有不同程度的下降。以沪嘉高速公路为例，根据实际调查结果可见：全天24小时噪声等效声级（dB（A））的时间变化规律与交通量的分布规律相符，每天7：00至21：00的噪声声级较高，在67dB（A）以上，最高可达72.4dB（A）。

　　又据实测表明，在公路50m以内高出路堤的民宅，环境噪声水平超过标准值的幅值为2～5dB（A）。据公路65m处的文教区小学在教学时段（7：00-11：00，13：00-16：00），环境噪声水平超过标准值的幅值5～7dB（A），收费站的噪声等效声级比公路正常行驶段高出2dB（A）左右。某些道路经过居民区或集镇附近时会产生振动问题，但据现有资料来看，无论是振动的强度还是影响的距离，其对居民的扰动明显小于噪声的影响，需要注意的是施工期间的振动问题往往是严重的。

　　3.3　水质污染及其它

　　由汽车所携带的如有机质溶剂、石油和化学储剂，以及汽油、机油等，因为滴漏或其它原因而沿路表进入沿线的河内及土壤，从而会对当地的水质及土质造成一定程度的污染；同时，由于重金属含量较高的粉煤灰在筑路中的大量使用，可能对地下水会有一定影响。但如果在施工设计中能采取防止直接淋溶的工程措施，就能做到对地下水的保护。

　　例如，沪嘉高速公路建成通车2年后的1990年，在纯粉煤灰路堤钻孔进行地下水测定并采集附近农家附近井水的水样进行测定。

　　4　现行高速公路降噪的主要措施

　　高速公路的环境问题的处理要求是综合性的，一般总希望达到全面减少空气污染，噪声干扰和水、土质恶化等危害，到目前为止，国内、外主要采取了以下几种措施：

　　4.1　降噪

　　绿化林带选择合适树种、植株的密度、植被的宽度，可以达到吸收二氧化碳及有害气体、吸附微尘的作用，能改善小气候，防止空气污染，同时又能吸纳声波降低噪声，截留公路排水、防眩和美化环境等作用。据资料介绍，绿化林带宽度大于10m，可降低噪声4～5dB（A）。

　　4.2　声屏障技术

　　广义来讲，声屏障可以分为声障墙和防噪堤。防噪堤一般用于路堑或有挖方地区，公路的土方不必运走直接用作防噪堤，在土堤上种上植被形成景观，但我国华东地区高速公路多采取高路堤，不适合此类方式。声屏障的另一种方式为声障墙，这又可分为吸声式和反射式两种，吸声式主要采用多孔吸声材料来降低噪音，陕西西三（西安-三原）一级公路，贵州贵黄（贵州-黄果树）一级汽车专用公路均有试验研究，据测试，降噪效果达10dB（A）；反射式声障墙主要是对噪声声波的传播进行漫反射，使受保护区域噪声降低。声屏障的优点是节约土地，（如日本，使用声屏障比较普遍）、降噪比较明显。由于可采用拼装式，故有可拆换的优点。局限是：声屏障使行车有压抑及单调的感觉，造价较高，如使用透明材料，又易发生眩目和反光现象，同时还要经常清洗的费用。

　　4.3　绿墙技术

　　所谓绿墙技术就是在高速公路两侧建造防噪堤并进行绿化美化处理来降低交通噪声的方法。可以采用堆筑弃方或废弃物作为降噪措施，其技术简单、廉价，能起到对环境综合治理，美化环境的效果。工程弃方或废弃物堆筑高度、长度设计与声屏障尺寸设计相同，设计时应按当地土质条件确定边坡坡度。另外，还可以由混凝土板、槽、箱式构件叠落构成陡堤支撑结构，其上或中填土并实施绿化，由于混凝土的空隙以及植物的作用，属于吸收式降噪设施，可降噪4～8dB（A），在施工中可以用滑模现浇，可以取代目前使用的钢护栏，虽然不具备金属护栏的灵活和快速特性，且费用高，但在新建或扩建工程中还是有便利条件的。短期内即可用植物覆盖，与周围景观协调。

　　4.4　低噪声路面

　　对于中小型汽车，随着行驶速度的提高，轮胎噪声在汽车产生的噪声中的比例越来越大，因此，直接修建低噪声路面就显得很有意义。所谓低噪声路面，也称多空隙沥青路面，又称为透水（或排水）沥青路面。它是在普通的沥青路面或水泥混凝土路面或其它路面结构层上铺筑一层具有很高空隙率的沥青混合料，其空隙率通常在15～25%之间，有的甚至高达30%.根据表面层厚度、使用时间、使用条件及养护状况的不同，与普通的沥青混凝土路面相比，此种路面可降低道路噪声3～8dB（A）。所以，采用这种路面是降低道路噪声、保护环境的一项重要措施。其优点是：由于混合料孔隙率高，不但能降低噪声，还能提高排水性能，在雨天能提高行驶的安全性。局限性是：耐久性差，集料、粘结料要求高，水稳定性要求高，使用一段时间后，孔隙易被堵塞。

　　5　以降噪为主要目标的综合治理方法

　　空气污染是影响环境的重要问题，须在汽车制造和交通管理等方面加以解决，而汽车交通产生的噪声问题已成为环境污染中一个非常重要的因素，交通噪声的降低可通过汽车本身构造的改善和采取降噪措施而获得。尽管，采用本文前述几种措施，也不失为一种可行的对策，但是如果在适当的路（如经过学校），几种措施一起使用，综合治理效果可能更明显。例如既铺设低噪声路面，在路边修建吸声屏障，在吸声屏障外侧种植降噪绿化带，这样在治理交通噪声的同时，又能达到治理空气污染、美化环境的综合效果，当然，这是理想的设想，国内、外尚无先例，有待今后去研究。在一般的路段则可视具体情况，采用某一措施。例如在高速公路路堤外的两侧，种植较窄的树林带，树林的特点是生长迅速、四季长绿、枝叶茂盛。当经过噪声较敏感区如居民区、集镇时，增加采用声屏障，在路堤上，主要采用声屏墙。这样，一方面可降低噪声，另一方面由于有一定的绿化，也降低了空气污染，在景观上也显得轻松、适怡、美观。

　　6　结束语

　　本文简要叙述了汽车交通造成的环境污染（大气污染、噪声、水质污染）的概况以及治理交通噪声的某些措施。当然，这些措施都具有特定的使用条件，在道路与道路外侧地面标高相差不大的路段同道路标高高于周围地面若干米的地区（我国部分高速公路尤其如此），所选用的措施显然是有区别的。前者国内已有所研究，后者尚属空白，有待人们去探索、去研究，以改善高速公路及周围的环境，提高人们的生活质量。