以降噪為主要目標的高速公路環境的綜合治理

1　前言??

　　隨著可持續發展觀念的逐步滲入國民經濟的各個部門，環境保護意識越來越引起國內、外人士的重視。近年來，高速公路的修建在我國得到了很大發展，高速公路交通量大、速度快，對經濟建設起著舉足輕重的作用，但同時由于交通產生的噪聲對沿線周圍的環境產生了許多不利影響。目前生活在高速公路兩側的人越來越多，據初步測算，我國有3390萬人受到公路噪聲影響，基中2700萬人在高于70dB的噪聲嚴重污染的環境中，沿線的土地要開發利用，居民的生活質量要提高，經濟要發展，因此高速公路兩側的交通噪聲必須進行有效的防治，這不僅僅是一個社會問題，同時也是一個很重要的經濟問題。交通噪聲對環境的影響除了對人們身體健康影響外，還直接影響到公路周圍的土地價值，有資料表明交通噪聲每升高1dB，那么土地的價格就會下降0.08%～1.26%之間，平均降低0.9%左右，反過來說，也就是如果能將交通噪聲由比較高的水平降低1dB，那么相當于沿線土地升值0.9%，對于土地批租來說這就是一個很可觀的數值，這里還沒有考慮其它方面的效益。因此高速公路的交通一定要采取有效的降噪措施進行處理。?
　　從國內外的研究成果和實際應用情況來看，降低高速公路的交通噪聲有許多方法，如何根據華東地區高速公路的具體情況，選擇降噪效果最理想的方法，或者是幾個措施的綜合應用，這些都需要進行有關研究后才能確定。?
　　在國外，對國家交通主干線進行環境監測、評價和保護，已成為許多發達國家完善其公路交通網的重要內容；國內，不少單位對此做過許多有益的研究和嘗試，并且為逐步在新建或已建的高速公路上應用各種降噪措施提出了許多對策和建議。??

2　國內外高速公路降噪技術的發展概況??

　　縱觀世界各國，對交通噪聲防治方面都進行了許多研究，一些發達國家60年代就開始研究公路聲屏障技術，到70、80年代已在聲屏障的設計和施工方面進行了深入研究和大量實踐，積累了豐富的經驗。?
　　日本在《日本國家干線公路環境保護規范》中認為：“由于迅速發展公路網，到1965年已明顯地看出汽車公害成為社會公害”。“交通噪聲是環境污染中非常重要的方面，成為居民們反對新建和擴建公路的主要原因”。“公路上采取的環保措施，主要是針對噪聲防治和景觀保護，修建公路聲屏障又是主要的防噪措施”。1983年統計資料就顯示“日本道路公團”管理的3936km高速公路中就有455.5km，占總里程的12%。城市中高速公路聲屏障設置率高達80%，到1986年美國已修建公路聲屏障約720km，投入約3億美元，還設計了“公路聲屏障專家設計優化系統”， 進一步提高了公路聲屏障的設計水平。德國早在1974年就頒布污染防治法，要求在公路選線時，極力避免對周圍環境產生有害影響。如找不到更有利的公路路線，則要修建聲屏障，將公路與住宅隔開。據1983年資料報道，德國5700萬人口中已有4000據1983多萬人深受噪聲之害。三分之二的公民要求從公路交通噪聲中得到解救。到1987年，其修建的公路聲屏障總長度已達到500多km。?
　　國內公路部門‘七五’期間在交通噪聲方面的研究著重于評價方面，在降低噪聲的實用措施方面，尚處于起步階段，所見報道極少，僅交通部科技情報所曾進行過“貴(陽)黃(果樹)公路聲屏障技術研究”。在城市內(包括上海市)的高架道路上設置聲屏障已經較普遍，這些技術可供借鑒。?
　　近年來，國外公路聲屏障技術不斷發展，總的來說有如下趨勢：?
　　(1)注重公路聲屏障與景觀協調設計。公路聲屏障在取得減少噪聲的環境效益的同時，也帶來了一些不利影響，在公路旁豎立起一堵高大而形式單調的墻，會給人們造成心理上的壓抑感，阻斷汽車司乘人員的視線影響行車安全。為克服這些缺點，許多國家在聲屏障建造中，除要求滿足聲學要求外還特別注重聲屏障的造型與色彩設計。還可以因地制宜建造透明聲屏障。目前在許多國
家已有各式各樣新穎美觀的聲屏障屹立于公路兩側，深受各方人士歡迎。
　　(2)多用低成本材料造公路聲屏障。公路聲屏障從構成材質上可分為：土堤、木質、鋼筋混凝土、金屬、吸聲材料的混合物等幾類。對一般公路而言，許多國家從少投資及易維護考慮多用普通混凝土和輕質混凝土建造吸聲和不吸聲式聲屏障。?
　　(3)提倡在聲屏障內、前與后種植各類植物。
　　在可能的情況下，將聲屏障設計成可栽種花草的形式，使屏障四季長青，既減少噪聲污染又可美化環境。??

3　高速公路交通環境的主要問題??

　　高速公路的發展越來越迅猛，對經濟建設的促進作用也越來越明顯，但對公路沿線周圍的環境也產生許多負面的影響，主要可分下幾個方面：?
3.1　空氣污染?
　　隨著交通的迅速提高，在主要道路的鄰近區域和重交通的城市道路，汽車交通產生的空氣污染已變成一個嚴重的社會問題。汽車引起的污染物主要有：一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO?X)、總烴(THC)、鉛微粒和懸浮顆粒(TSP)等，這些污染造成有害的空氣被吸入、光化學煙霧、大氣臭氧層空洞、溶入土壤影響土質、粘附在農作物上進入人體等危害。?
　　相比于城市道路，高速公路對周圍的空氣污染要輕一些。如滬嘉高速公路，經實測，目前行駛在滬嘉高速公路的轎車車速為100km/h，其它車輛約為80km/h，按排污系數和等標污染負荷法計算可知，車輛排氣對環境影響以NOX最大，其次是CO，THC較小，分擔率分別為86.6%、12.3%和1.2%。?　我們選取了滬嘉高速公路平行走向，交通量相當的滬宜公路(前者為3681輛/日，后者為3678輛/日)，進行排放污染物情況對照。由于滬宜公路轎車車速為50km/h，其它車輛為30km/h，低于滬嘉高速公路，車輛發動機排放廢氣中CO和THC均較高，分別為滬嘉高速公路的1.25倍和1.32倍，NO?X卻較低，僅為0.24倍。?
　　由調查結果得知，滬嘉高速公路廢氣對周圍環境的污染程度比滬宜公路要好些，綜合評價指數為0.45，滬宜公路為0.54。除滬宜公路車輛廢氣排放量較大外，與滬嘉高速公路比較，還由于滬宜公路道路狹窄，兩旁有建筑物，廢氣不易擴散，而造成環境質量的惡化。?
　　從廢氣擴散距離的影響來看，據滬嘉高速公路中心線35～55m處的廢氣濃度大，綜合評價指數已達到0.61～0.63，為輕污染區。對于敏感目標點，受高速公路的影響不明顯，除1個點為輕污染區外，其余監測的4個點均為清潔區。?
3.2　噪聲及振動污染
　　由于高速公路修建在人口密度大、經濟發達地區，因此我國的交通噪聲污染越來越嚴重。交通噪聲除了對人們身體健康有損害外，還直接影響到沿線的經濟發展，例如，受噪聲影響的房地產、工廠、商廈等經濟效益和生產效益都有不同程度的下降。以滬嘉高速公路為例，根據實際調查結果可見：?
　　全天24小時噪聲等效聲級(dB(A))的時間變化規律與交通量的分布規律相符，每天7:00至21:00的噪聲聲級較高，在67dB(A)以上，最高可達72.4dB(A)，高速公路路邊交通噪聲水平見表1。　

滬嘉高速公路路邊交通噪聲水平　　　　表1

　　又據實測表明，在公路50m以內高出路堤的民宅，環境噪聲水平超過標準值的幅值為2～5dB(A)。據公路65m處的文教區小學在教學時段(7:00-11:00，13:00-16:00)，環境噪聲水平超過標準值的幅值5～7dB(A)，收費站的噪聲等效聲級比公路正常行駛段高出2dB(A)左右。?
　　某些道路經過居民區或集鎮附近時會產生振動問題，但據現有資料來看，無論是振動的強度還是影響的距離，其對居民的擾動明顯小于噪聲的影響，需要注意的是施工期間的振動問題往往是嚴重的。?

3.3　水質污染及其它
　　由汽車所攜帶的如有機質溶劑、石油和化學儲劑，以及汽油、機油等，因為滴漏或其它原因而沿路表進入沿線的河內及土壤，從而會對當地的水質及土質造成一定程度的污染；同時，由于重金屬含量較高的粉煤灰在筑路中的大量使用，可能對地下水會有一定影響。但如果在施工設計中能采取防止直接淋溶的工程措施，就能做到對地下水的保護。
　　例如，滬嘉高速公路建成通車2年后的1990年，在純粉煤灰路堤鉆孔進行地下水測定并采集附近農家附近井水的水樣進行測定，結果列于表2 。?

滬嘉高速公路純粉煤灰路堤地下水質量(單位：mg/1)　　表2?

　　注：*者為歐共體飲用水質(1975)最大容許濃度，其余均為生活飲用水衛生標準(TJ-76)的　　　　　最大容許濃度。??

　　從調查結果可以看出，粉煤灰路堤經過4年時間的自然淋溶作用，除猛略有超標外，其它各項均符合用水標準，并與農家水井的水質比較沒有明顯的差異。?
　　高速公路對其它方面的影響有，如對當地的生物圈造成破壞，對動物遷徒造成阻斷，對無線電信號干擾，對電視接收質量的影響等等。??

4　現行高速公路降噪的主要措施??

　　高速公路的環境問題的處理要求是綜合性的，一般總希望達到全面減少空氣污染，噪聲干擾和水、土質惡化等危害，到目前為止，國內、外主要采取了以下幾種措施：?
4.1　降噪綠化林帶
　　選擇合適樹種、植株的密度、植被的寬度，可以達到吸收二氧化碳及有害氣體、吸附微塵的作用，能改善小氣候，防止空氣污染，同時又能吸納聲波降低噪聲，截留公路排水、防眩和美化環境等作用。?
　　據資料介紹，綠化林帶寬度大于10m，可降低噪聲4～5dB(A)。?
4.2　聲屏障技術?
　　廣義來講，聲屏障可以分為聲障墻和防噪堤。防噪堤一般用于路塹或有挖方地區，公路的土方不必運走直接用作防噪堤，在土堤上種上植被形成景觀，但我國華東地區高速公路多采取高路堤，不適合此類方式。聲屏障的另一種方式為聲障墻，這又可分為吸聲式和反射式兩種，吸聲式主要采用多孔吸聲材料來降低噪音，陜西西三(西安-三原)一級公路，貴州貴黃(貴州-黃果樹)一級汽車專用公路均有試驗研究，據測試，降噪效果達10dB(A)；反射式聲障墻主要是對噪聲聲波的傳播進行漫反射，使受保護區域噪聲降低。?
　　聲屏障的優點是節約土地，(如日本，使用聲屏障比較普遍)、降噪比較明顯。由于可采用拼裝式，故有可拆換的優點。局限是：聲屏障使行車有壓抑及單調的感覺，造價較高，如使用透明材料，又易發生眩目和反光現象，同時還要經常清洗的費用。?
4.3　綠墻技術
　　所謂綠墻技術就是在高速公路兩側建造防噪堤并進行綠化美化處理來降低交通噪聲的方法。可以采用堆筑棄方或廢棄物作為降噪措施，其技術簡單、廉價，能起到對環境綜合治理，美化環境的效果。工程棄方或廢棄物堆筑高度、長度設計與聲屏障尺寸設計相同，設計時應按當地土質條件確定邊坡坡度。?
　　另外，還可以由混凝土板、槽、箱式構件疊落構成陡堤支撐結構，其上或中填土并實施綠化，由于混凝土的空隙以及植物的作用，屬于吸收式降噪設施，可降噪4～8dB(A)，在施工中可以用滑模現澆，可以取代目前使用的鋼護欄，雖然不具備金屬護欄的靈活和快速特性，且費用高，但在新建或擴建工程中還是有便利條件的。短期內即可用植物覆蓋，與周圍景觀協調。?
4.4　低噪聲路面
　　對于中小型汽車，隨著行駛速度的提高，輪胎噪聲在汽車產生的噪聲中的比例越來越大，因此，直接修建低噪聲路面就顯得很有意義。所謂低噪聲路面，也稱多空隙瀝青路面，又稱為透水(或排水)瀝青路面。它是在普通的瀝青路面或水泥混凝土路面或其它路面結構層上鋪筑一層具有很高空隙率的瀝青混合料，其空隙率通常在15～25%之間，有的甚至高達30%。根據表面層厚度、使用時間、使用條件及養護狀況的不同，與普通的瀝青混凝土路面相比，此種路面可降低道路噪聲3～8dB(A)。?　所以，采用這種路面是降低道路噪聲、保護環境的一項重要措施。其優點是：由于混合料孔隙率高，不但能降低噪聲，還能提高排水性能，在雨天能提高行駛的安全性。局限性是：耐久性差，集料、粘結料要求高，水穩定性要求高，使用一段時間后，孔隙易被堵塞。

5　以降噪為主要目標的綜合治理方法??

　　空氣污染是影響環境的重要問題，須在汽車制造和交通管理等方面加以解決，而汽車交通產生的噪聲問題已成為環境污染中一個非常重要的因素，交通噪聲的降低可通過汽車本身構造的改善和采取降噪措施而獲得。盡管，采用本文前述幾種措施，也不失為一種可行的對策，但是如果在適當的路(如經過學校)，幾種措施一起使用，綜合治理效果可能更明顯。例如既鋪設低噪聲路面，在路邊修建吸聲屏障，在吸聲屏障外側種植降噪綠化帶，這樣在治理交通噪聲的同時，又能達到治理空氣污染、美化環境的綜合效果，當然，這是理想的設想，國內、外尚無先例，有待今后去研究。?
　　在一般的路段則可視具體情況，采用某一措施。例如在高速公路路堤外的兩側，種植較窄的樹林帶，樹林的特點是生長迅速、四季長綠、枝葉茂盛。當經過噪聲較敏感區如居民區、集鎮時，增加采用聲屏障，在路堤上，主要采用聲屏墻。?
　　這樣，一方面可降低噪聲，另一方面由于有一定的綠化，也降低了空氣污染，在景觀上也顯得輕松、適怡、美觀。

6　結束語??

　　本文簡要敘述了汽車交通造成的環境污染(大氣污染、噪聲、水質污染)的概況以及治理交通噪聲的某些措施。當然，這些措施都具有特定的使用條件，在道路與道路外側地面標高相差不大的路段同道路標高高于周圍地面若干米的地區(我國部分高速公路尤其如此)，所選用的措施顯然是有區別的。前者國內已有所研究，后者尚屬空白，有待人們去探索、去研究，以改善高速公路及周圍的環境，提高人們的生活質量。