第三章
声环境及振动环境保护概述3.1声环境及振动基础知识3.1.1噪声与振动的定义与危害1、噪声与振动的定义（1）噪声的定义在物理学里，声定义为一种通过弹性介质传播的波。声波是由物体振动或空气振动而产生的。振动的物体称为声源。声源的振动引起周围空气的疏密交替变化，这种疏密变化由声源向外传播就产生声音。声音在介质中传播时，传播出去的是物质运动的能量，而不是物质本身。噪声是声波的一种，是声强、频率变化没有规律、杂乱无章，听起来不和谐的声音。从广义上来讲，凡是人们感觉不适，使人烦躁的声音都是噪声。环境噪声是户外各种噪声的总称。按照声源类别可分为交通噪声、工业噪声、施工噪声和生活噪声。（2）振动的定义在外力作用下，物体产生振动。振动的物体（声源）除了向空间辐射“空气声”外，还通过基础或相连的固体结构传播“固体声”。“固体声”在传播的过程中将向外辐射噪声，特别是当引起物体共振时，会辐射很强的噪声。通常把“固体声”传播的理论称作振动学。2、噪声与振动的危害（1）噪声的危害噪声的危害可归纳为以下几个方面。①损伤听力噪声可以造成暂时性的或永久性的听力损伤（耳聋）。一般在80dB以下不致于危害听觉，而超过85dB则可能发生危害。噪声对听力的影响是特异性的，以下各种影响都是非特异性的（别的因素也可引起）。②干扰睡眠睡眠对人是极端重要的，它能够使新陈代谢得到调节，大脑得到休息，从而恢复体力和消除疲劳。噪声会影响人的睡眠质量和数量。③干扰交谈、工作、思考噪声对交谈、工作的干扰是很大的。当环境噪声为45dB时，人感觉很安静，保持正常谈话的距离为10米；而当噪声超过65dB时，人感觉吵闹，相距1.2米时谈话都较困难。④对人体生理的影响噪声可引起神经系统、心血管系统、消化系统等方面的疾病。⑤对人体心理的影响噪声对心理的影响，主要表现在令人烦恼、易激动、甚至失去理智。⑥对动物的影响强噪声会使鸟类羽毛脱落，不产卵，甚至内出血，最终死亡。（2）振动的危害振动对人、建筑物、仪器设备都会带来直接的危害。对人体的危害表现为影响作业工人的身心健康和工作效率。在公路建设中与振动有关的例子有：打桩引起临近房屋地基受损、墙体开裂；重载汽车经过时，引起沿街房屋窗玻璃共振；开山放炮的冲击波引起临近房屋玻璃破碎或墙体开裂等。3.1.2噪声与振动的计量1、噪声的计量（1）计量声音的物理量①声功率声源在单位时间内辐射的总声能量称为声功率。声功率的大小，只与声源本身有关。②声强声场中，在垂直声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能称作声强。声场中某点声强的大小与声源的声功率、该点距离声源的距离、波阵面的形状及声场的具体情况有关。③声压目前，在声学测量中，直接测量声强较为困难，故常用声压来衡量声音的强弱。某一瞬间介质中的压强相对于无声波时压强的改变量称为声压。声压是声场中某点声波压力的量度，影响它的因素与声强相同。（2）声压级、声强级和声功率级①声级和分贝数我们能听到的声音，从最微弱到最大的，声压的范围很大，使用中很不方便。用分贝来表示声功率、声强、声压，就可以大大地缩小这个数量级。分贝（dB）定义为表示两个量Q和Q0相对关系的单位。其关系式为：L＝10lg（Q/Q0）
式中，Q0是Q的参考量。在环境噪声中，以分贝表示的声功率、声强和声压分别称为声功率级、声强级和声压级。分别写作LW、LI和LP。②声级的叠加在许多噪声问题中，我们关心的是多个声源的噪声在某点上的总和。例如，假设一个声源产生的声压级LP＝70dB，请问两个或N个同样的声源产生的声压级是多少？在两个声源时，答案不是140dB而是73dB，因为分贝数不可直接相加。更确切的说，首先应把声强相加（或声压的平方相加），然后再换算成分贝数。如，L1和L2不等，L1和L2的和，可在计算出两个声压级的差（L2-L1）后，由下表查出△L（dB）加到L1、L2较大的一个上，就得到复合声压级。表3.1-1
L2-L1与△L对应关系表
L2-L1
| 0
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
| 9
| 10
| 11
|
△L
| 3
| 2.5
| 2.1
| 1.8
| 1.5
| 1.2
| 1.0
| 0.8
| 0.6
| 0.5
| 0.4
| [align=center]0.3
|
2、振动的计量振动分为水平方向和垂直方向，其影响大致相同。人对振动的反应与频率、振幅有关，还与主观感觉有关。振动的评价量为振动级。环境振动讨论的是铅垂向Z振级，符号为VLz，单位也是dB。在规定的时间内有N％的时间的Z振级超过某一VLz值，这个VLz值叫做累积百分Z振级，计为VLZN。对于无规振动就以VLZ10为评价量。3.1.3噪声的主观评价1、A声级环境噪声的度量，不仅与噪声的物理量有关，还与人对声音的主观听觉感受有关；人耳对声音的感觉不仅和声压级大小有关，而且也和频率的高低有关。根据听觉特性，在声学测量仪器中，设置有“A计权网络”，测得的噪声值较接近人耳的感觉，其测得值称为A声级（LA），单位为dB（A）。2、等效连续A声级有时候将某一段时间内连续暴露的不同A声级变化，用能量平均的方法表示该段时间内的噪声大小。这个声级称为等效连续A声级，简称等效声级（LAeq），单位也是dB（A）。当等效声级与分贝同时标注时，用LAeq dB，或Leq[dB(A)]。在评定非稳定噪声时，等效连续A声级尤为必要。敏感点的环境噪声评价时，通常用等效连续A声级。由于环境噪声标准中都用A声级，故如不加说明，则等效声级就是等效连续A声级，并常简单地用符号Leq表示，单位也可简单地用dB表示。3、统计声级统计声级是指某点噪声级有较大波动时，用于描述该点噪声随时间变化状况的统计物理量，一般用L10、L50、L90表示。L10表示在取样时间内10％的时间超过的噪声级，相当于噪声平均峰值；L50表示在取样时间内50％的时间超过的噪声级，相当于噪声平均中值；L90表示在取样时间内90％的时间超过的噪声级，相当于噪声平均底值。其计算方法是将测得的100个（或200个）数据按大小顺序排列，第10个（或第20个）数据即为L10，第50个（或第100个）数据即为L50，第90个（或第180个）数据即为L90。交通噪声评价时，通常用统计声级。3.1.4声音的传播声音从声源到接受者的传播取决于大气的性质和传播途径中存在的物体或屏障。例如，声音可被空气吸收或由不均匀空气散射，传播路线上及其附近的物体可使声波产生透射、反射和衍射。1、声波的发散性衰减声压随距离的增加而减小主要是由于声波的发散性衰减。在考虑点源的声能辐射时，我们可以看到，声能以球面波向四面八方散播，球面的面积随距离增加而增加，声强则随距离的增加而减小。声功率级和声压级随距离而变化的关系式为：LW＝LP＋10lgA
对一个自由声场中的点声源，由A＝2πr2，即可得到LW和LP及r的关系式：LP＝LW－20lgr－11
式中，20lgr是由于发散使声压级随距离增加而减少的分贝数，（10lg4π）≈11dB。对于线声源，则可得到：LP＝LW－10lgr－8
2、声波附加衰减附加衰减是指随着与声源的距离增加而减少的声压级超出声发散性衰减的部分。附加衰减包括：空气吸收性衰减，雨、雪、雾引起的衰减，由于大气的非均质性及大气湍流引起的衰减，地表引起的衰减，障碍物引起的衰减。3.1.5噪声与振动标准1、噪声标准为控制噪声影响、合理采用控制技术，我国制订了一系列噪声标准。其中与公路交通有关的有《城市区域环境噪声标准》、《建筑施工场界噪声限值》。上面第一个为环境质量标准，第二个为污染控制标准。（1）城市区域环境噪声标准我国于1993年颁布了GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》，见下表。该标准是针对不同功能的环境区域而制订的。这是公路环境影响评价及公路噪声控制的主要依据。表3.1-2
城市区域环境噪声标准值 等效声级LAeq dB
适用区域
| 类别
| 昼间
| 夜间
|
疗养区、高级别墅区、高级宾馆等特别需要安静的区域
| 0
| 50
| 40
|
以居住、文教机关为主的区域
| 1
| 55
| 45
|
居住、商业、工业混杂区
| 2
| 60
| 50
|
工业区
| 3
| 65
| 55
|
道路干线两侧、内河航道两侧区域；
铁路主、次干线两侧区域的背景噪声限值
| 4
| 70
| [align=center] 55
|
（2）建筑施工场界噪声标准1990年制订的GB12523-90《建筑施工场界噪声限值》，对不同施工阶段作业噪声限值作出了规定，见下表。该标准适用于城市建筑施工场地产生的噪声。如有几个施工阶段同时进行，以高噪声阶段的限值为准。表3.1-3
建筑施工场界噪声标准 等效声级LAeq dB施工阶段
| 主要噪声源
| 噪声限值
|
昼间
| 夜间
|
土石方
| 推土机、挖掘机、装载机等
| 75
| 55
|
打桩
| 各种打桩机等
| 85
| 禁止施工
|
结构
| 混凝土搅拌机、振捣棒、电锯等
| 70
| 55
|
装修
| 吊车、升降机等
| 65
| [align=center] 55
|
标准中的“装修”阶段，是针对城市建筑施工而言的。公路工程中的临时工程、路基土石方工程、防护工程、排水工程、路面工程、桥涵工程、隧道工程等应按实际情况套用施工场界噪声标准的时段。2、振动标准GB10070－88《城市区域环境振动标准》见下表。表3.1-4
城市各类区域铅垂向Z振级标准值
dB
适用地带范围
| 昼间
| 夜间
|
特殊住宅区
| 65
| 65
|
居民、文教区
| 70
| 67
|
混合区、商业区
| 75
| 72
|
工业集中区
| 75
| 72
|
交通干线道路两侧
| 75
| 72
|
铁路干线两侧
| 80
| 80
|
3.1.6公路交通噪声的产生和控制1、车辆噪声公路交通噪声，主要是汽车噪声。汽车是由许多零部件或机械总成装配而成的。汽车在运行过程中，除了内燃机和机械传动机构发出的噪声外，所有的零部件都会产生振动和噪声。因此，汽车噪声大致可分为：燃烧噪声，进气和排气噪声，风扇运转噪声，机械噪声，车身噪声。汽车在公路上行驶时，还有轮胎与地面的摩擦噪声。2、车辆噪声强度的影响因素在公路上运行的车辆，其噪声大小还与车速、载重量、车况（新旧状况及保养状况）、路况（路面性能、粗糙度及平整度）、路面纵坡等因素有关。（1）载重量载重量对汽油车的噪声影响不大，使中型卡车的噪声级稍有增加，大型卡车载重时的噪声级比空车时增加约3dB。（2）路面材料小型车在刚性路面上的噪声级比柔性路面上大3dB，原因是小型车在刚性路面上的轮胎噪声比柔性路面上要大得多；中型车和大型车在刚、柔两种路面上的行驶噪声级基本相同，在相同车速下，刚性路面上的噪声级比柔性路面上的高出1dB左右。（3）路面粗糙度路面粗糙度对小型车的行驶噪声有明显影响，这主要是由轮胎噪声引起的。（4）路面平整度路面平整度对车辆行驶噪声强度基本无影响。但路面严重破损或砂石路面，会因车体振动而使噪声强度增加。（5）路面纵坡路面纵坡对小型车的行驶噪声无明显影响。卡车因上坡时发动机转速的增加，增大了动力噪声，使噪声明显增强。3、公路交通噪声控制基本措施按《公路环境保护设计规范》（JTJ/T006-98），在防治交通噪声措施中，除法律、规范外，技术措施包括调整公路线位、堆筑工程弃方、建筑物设置隔声设施、建造声屏障、栽植绿化林带、调整临噪声源一侧建筑物的使用功能等。（1）法律规范我国发布了一系列的噪声污染防治法律、法规和标准，为噪声污染控制提供了法律依据及行政保障。《中华人民共和国环境噪声污染防治法》是实施噪声污染控制的基本法律。此外，颁布了一系列噪声标准和噪声控制的规定，如对车辆实行年检和车辆出厂检验等。此外，许多城市实行市区禁鸣或夜间禁鸣、禁止拖拉机或大货车进入市区、车辆限速等规定。（2）道路规划合理选线，避绕敏感区，在规划时就避免产生噪声污染问题。交通干线应避免穿越城市市区和乡镇的中心区，并尽可能避让学校、医院、城镇居民住宅区和规模较大的村庄等环境敏感点。噪声随传播距离的衰减和在传播途中的吸收衰减是声波的基本性质。对于线声源模型，在硬地面时，距行车线的距离增大1倍时，噪声级降低3dB。在软地面环境中，如接受点距地面高度小于3m，由于地面吸收的衰减的作用，噪声倍减量增大为4.5dB。（3）区域规划在区域发展规划中，公路两侧规划红线内不建学校、医院、居住区等敏感点。城市中临街应布置商业、工贸等建筑，以起声障作用。临街如建住宅时，将临路侧布置厨房、厕所等非居住用房，或采用封闭门、窗、走廊等隔声措施。如公路为南北向时，可将敏感性建筑的山墙朝街，以减小噪声干扰。（4）道路交通工程在公路两侧的学校、医院、居民区的敏感路段，可采用禁止鸣笛、限制车速等方法。（5）道路工程减噪路面（低噪声路面）是降低车辆行驶噪声的有效途径。低噪声路面与其他降噪措施相比，具有经济合理、保持原有环境风貌、降噪效果好和行车安全等优点。噪声传播途中遇到声屏障，会使声波反射、吸收和绕射而产生附加衰减。所以，公路设计中，应尽可能利用地貌地物，如土丘、山冈作声屏障，降低噪声。必要时，可降低路面标高，利用路堑边坡降低噪声。对于环境敏感路段，采用路堑形式能起到相当好的噪声防治效果。（6）汽车制造改进汽车性能，降低声源的噪声辐射。（7）劳动者防护在高噪声作业环境中的工作人员应采取自身保护。工作时间应满足GBZ1-2002《工业企业设计卫生标准》中日接触8小时噪声限值85dB的要求。防护的措施包括轮流操作高噪声机械、佩戴防声耳罩等。（8）环保工程对不能达到相关环境质量标准的敏感区，在公路与建筑物之间建造绿化林带、声屏障，在建筑物上安装隔声窗（含消声通风）等环保措施，这是目前降低道路交通噪声的主要方式。3.2公路施工噪声及振动的影响3.2.1公路施工噪声（振动）在公路施工期间，各种作业机械和运输车辆产生施工噪声，对环境产生一定影响。由于施工机械不单是噪声源，同时也是振动源，因此下面对噪声源的论述同时适用于振动源。为节省篇幅，不一一说明。在筑路施工现场，随着工程进度，采用不同的机械设备。如在路基阶段有：挖掘机、推土机、装载机、凿岩机、平地机、压路机等；在路面阶段有：水泥混凝土拌和设备、沥青混凝土拌和设备、砂浆搅拌机、混凝土切缝机、起重机、沥青摊铺机等；在桥梁和互通立交桥施工中有钻孔灌注桩机等；此外，柴油发电机（施工人员办公生活区供电设施的备用电源）、空压机、轴流风机、破碎机、大吨位载重汽车（整个施工过程）、爆破作业（开山段）等都是强噪声源。以上大多数施工机械5m处的声级在80～90dB之间，运输车辆7.5m处的声级在80～86dB之间，见表3.2-1主要施工机械不同距离处的噪声级。当多台不同机械同时作业时，声级将叠加。增加值在1～8dB之间，视施工机械的种类、数量、相对分布的距离等因素而不同。除了打桩和爆破作业外，其他施工阶段的一般施工噪声的达标距离，在昼间约需60m，而在夜间则需200m，甚至更远。因此，大型施工场地的选址，应尽可能离开居民集中点200m以外，否则应停止夜间高噪声作业的施工。表3.2-1
主要施工机械不同距离处的噪声级 （单位：dB）
距离（m）
机械名称
| 5
| 10
| 20
| 40
| 60
| 80
| 100
| 150
| 200
| 300
|
装载机
| 90
| 84
| 78
| 72
| 68.5
| 66
| 64
| 60.5
| 58
| 54.5
|
振动式压路机
| 86
| 80
| 74
| 68
| 64.5
| 62
| 60
| 56.5
| 54
| 50.5
|
推土机
| 86
| 80
| 74
| 68
| 64.5
| 62
| 60
| 56.5
| 54
| 50.5
|
平地机
| 90
| 84
| 78
| 72
| 68.5
| 66
| 64
| 60.5
| 58
| 54.5
|
挖掘机
| 84
| 78
| 72
| 66
| 62.5
| 60
| 58
| 54.5
| 52
| 48.5
|
摊铺机
| 87
| 81
| 75
| 69
| 65.5
| 63
| 61
| 57.5
| 55
| 51.5
|
拌和机
| 87
| 81
| 75
| 69
| 65.5
| 63
| 61
| 57.5
| 55
| [align=center] 51.5
|
3.2.2防治措施1、合理选址施工人员生活区、大型施工场地以及水泥混凝土拌和场、沥青混凝土拌和场、轧石厂的选址时，应尽可能远离学校、医院、幼儿园、敬老院、居民集中区等环境敏感点，最好在200米以上。如果达不到此要求，可对强噪声源采取消声、隔声、减振等措施。2、选用低噪声低振动的施工工艺例如用钻孔灌注桩或静压桩代替冲击桩；用多点少量（炸药）代替大剂量爆破；用挖掘机代替爆破。3、加强施工机械和运输车辆的保养、维修4、环境敏感点附近施工防治措施在学校、医院、幼儿园、敬老院、居民集中区等环境敏感点附近施工时，应采取如下措施：（1）在施工场界设置临时隔声围护；（2）高噪声作业避开学校的上课时段、医院及敬老院的午间休息时段；（3）夜间停止包括打桩在内的高噪声（高振动）作业，确需连续作业的，应报当地环保部门批准，并公告居民；（4）利用学校的固定节假日、寒暑假进行某些特定的高噪声作业；（5）夜间不准开山放炮。3.3防治噪声与振动的基本措施3.3.1噪声控制措施简介噪声与振动控制的措施有两大类。第一类是法律、法规、规划、管理；第二类是声学技术措施。从声学技术来分类，噪声控制可分为：吸声、隔声、消声、减振及阻尼，简单介绍如下。1、吸声声音遇到吸声材料（或吸声结构）时，部分声能转换成热能（或储存起来）而被吸收。吸声常用于室内混响声的降低。吸声材料（或结构）有阻性和抗性两种。吸声系数是被吸收的能量与入射声能之比，最小为0，最大为1，一般在0与1之间。吸声系数越大表示吸声性能越好。吸声系数与材料本身的性质、使用条件、声波入射的角度、频率等有关。常用的超细玻璃棉、岩棉等吸声材料的1000HZ的吸声系数在0.6以上。2、隔声隔声是利用屏蔽物将声源与接受者分开，阻断空气声的传播。屏蔽物可以是：隔声屏障、隔声罩、隔声间（室）等，在噪声控制技术中称为隔声结构，在建筑声学中称为隔声围护结构。隔声量（R）用来表征隔声结构的隔声能力。R=20lgPi/Pt
式中，Pi和Pt分别为入射声压和透射声压。通常用插入损失（IL）来评价隔声罩、隔声屏障的实际降噪效果，它的定义是：离开声源一定距离某处测得的两个声压级L1和L2之差。L1为该隔声结构设置前的声压级，L2为设置后的声压级。IL=L1-L2
3、消声消声器是控制气流噪声的有效设备，可在减少噪声的同时很少影响气流的通过。通常用在气流通过的管道中或进气、排气口上。例如，风机消声器、空压机消声器、内燃机消声器、罗茨风机消声器、轴流风机消声器、空调管道消声器、排气放空消声器等。消声器有阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合性消声器、微穿孔板消声器、小孔扩散消声器和有源消声器等。通常也用插入损失来评价消声器的消声量。4、减振、阻尼物体的振动除了向周围空间辐射“空气声”外，还通过基础或相连的固体传播“固体声”。对于振动的控制，一是对振动源进行改进以减弱振动强度，或是用阻尼材料消耗振动的能量；二是在传播途径中采取隔离措施（又称减振）。减振器包括金属螺旋弹簧、金属板弹簧、空气弹簧、橡胶减振器、橡胶减振垫等。此外，在管道穿越墙壁或支撑时常用避振喉及避振吊钩。某些场合可采用防振沟。薄板（或管壁）上涂设一层阻尼层，使原来薄板振动的能量耗散在阻尼层中，称为阻尼减振。阻尼材料是高内阻的粘弹性材料，如沥青、软橡胶或高分子材料。下面介绍交通噪声控制措施中常用的两种措施：道路声屏障和绿化林带。3.3.2道路声屏障声屏障是使声波在传播中受到阻挡，从而达到某特定位置上的降噪作用的装置。声屏障可以定义为任何一个不透声的固体障碍物，它挡住声源到声音接受点（受声点）的传播，从而在屏障后面建立一个“声影区”，在声影区内，声音的强度比没有屏障时的衰减要大。1、道路声屏障类型道路声屏障按其形状、材质、表面特性可以分为以下几类：按形状不同可分为：直壁式、г型、半地下式、全封闭式及隧道式几种。按材质不同可分为：木质、砖砌、混凝土、玻璃纤维板、金属板、土墙等。按表面性能不同可分为：吸声型及反射型。（1）直壁式：常用形式。多用砖石、混凝土及标准化的金属结构声屏障。（2）г型：对于车流量大而受保护的建筑物较高，或建设声屏障的空间受到限制时，将屏障的顶端按一定角度折向道路内侧，即成г型。（3）隧道式声屏障：又称掩蔽式声屏障。用于对道路两侧的高层建筑物的噪声控制，造价高。（4）吸声屏障：将道路声屏障朝向声源一侧的障壁贴有玻璃纤维、岩棉或其它吸声材料，就可以避免道路对侧接收点的声压级因反射声而升高，提高降噪效果。（5）生物型声屏障：近年来，声屏障材料构造趋向自然生态类型。例如，采用混凝土槽砌筑屏障壁体，在槽内填土绿化种植；在路侧堆筑土堤，在土堤表面绿化种植，当土堤较高时在土堤外设砌块护面或分层梯状砌筑，在砌块间绿化种植等，以形成生物墙。生物类声屏障的优点是声学性能好，能与周围环境较好地融合，不影响环境景观，当地民众对它们有认同感。2、声屏障声学设计噪声源辐射的噪声遇到声屏障时，它将沿着四条途径传播：首先，是直达声波直接传给未被声屏障屏蔽的接受点（受声点）。第二条途径是绕射至声屏障屏蔽区，声波绕射角越大，屏蔽区中的噪声级越低，即较大的绕射角比较小的绕射角的绕射声能为低。第三，声波直接透过声屏障到达屏蔽区。第四是声波在声屏障壁面上产生的反射。声屏障对声音的衰减主要取决于声源辐射的声波沿这四条途径传播的能量分配。在噪声传播的四个途径中，绕射是最重要的设计指标。在决定声屏障隔声性能时，一般只对绕射声进行计算，根据所需的隔声量来确定声屏障的尺寸。但具体设计时还要同时考虑其它三个途径的影响，必要时做一定的修正。（1）声屏障噪声衰减量声屏障可以是墙，竖在地上的小隔板或其它固体物，以及其它阻断声源与接受者之间的途径或视线的无孔物体。为了分析的方便，假设声屏障是无限长的，而且与视线垂直。在这种理想条件下，噪声衰减量可通过下面的计算来确定。先计算路程差δ（声程差）：δ＝A+B-C（米）然后计算菲涅耳系数N：N＝δ/λ＝（A+B-C）/λ这里λ是声波波长（λ＝c/f，我国公路交通车辆噪声等效频率为500HZ）。得到N后，声屏障衰减量就能从图3.3-1声屏障衰减曲线中得到。通过实验，声屏障衰减量实际上限可达24dB。隔断视线的声屏障衰减量通常为5～7dB。一般而言，合理设计声屏障的高度和长度，可以降低噪声5～15dB。图3.3-1
声屏障衰减曲线
衰减值的估算偏差主要由于屏障不够长造成的，其次来源于大气影响、地面吸收等。（2）设计噪声衰减量接受点的道路交通噪声级（实测值或预测值）与期望环境噪声级之差，称为声屏障的设计噪声衰减量。（3）声屏障的位置位置应根据受保护对象与声源之间的地形条件综合确定。一般地形平坦情况下，声屏障越接近声源或接受点，其噪声衰减量越大（此时声程差δ最大）。通常将声屏障建于靠近道路侧。（4）声屏障的高度高度确定需要先确定声源及接受点的高。如果被保护的多数住宅的楼层高于一层，应以多数住宅卧室窗户为参考值。当声屏障的位置、声源及接受点的高度确定后，它与接受点、声源（等效行车线）三者之间的相对距离及高差便确定。根据确定的设计噪声衰减量，查图3.3-1可得菲涅耳系数N或声程差δ，再由计算得无限长声屏障的高度。设计时在满足噪声衰减的前提下，应努力使屏障的高度经济合理。临近居住区、学校、医院等公共社区的高速公路上的声屏障，其高度一般为2～5m。为了降低声屏障的风荷载，屏障的高度不宜超过5m。如需超过5m时可将屏障的上部做成折形或弧形，将端部伸向道路，以使更接近声源。（5）声屏障的长度声屏障的长度应大于其保护对象沿道路方向的长度。一般来讲，声屏障的外延长度应大于受保护对象到声屏障距离的3倍。声屏障如果不能作到足够长，则降噪量将大大减少。3、声屏障的材质包括声学性能和物理性能要求。声学性能主要规定材料的吸声、隔声性能；物理性能主要规定材料的防潮、防尘、防腐、防老化、防火要求等。（1）声学性能要求声反射型屏障结构材料的隔声量应大于设计的绕射声衰减的10dB。一般隔声量取20～35dB（A）。声吸收型结构材料的吸声材料吸声系数应大于0.6，同时具有声反射型结构相同的隔声量。（2）物理性能要求密度：当要求降噪量大于10dB（A）时，要求声屏障的透射声衰减量一般应大于15dB（A），这就需使用密度高的材质，相应材料要求表面密度大于10kg/m2。实体材料构造通常可以满足。防腐性：钢结构的抗腐蚀层应符合GBJ17-88和GBJ18-87的规定。防潮（水）：吸声型声屏障应具有防潮（水）的性能，在高湿度或雨水环境中其吸声性能不受影响。构造中应设置排水措施，避免构件内部积水。防老化：对易老化的声屏障材料应采取防老化措施，对合成材料要有防紫外线保护层或涂料。防尘：吸声型声屏障设计中应考虑道路扬尘不影响其吸声性能。防火：根据道路交通运输的特点，声屏障材料和涂料的防火性能应符合道路设计的有关要求。除考虑以上因素之外，在材料的选择中还需考虑：①材料的造价；②当建筑在桥梁上时，还需考虑其重量；③材料的强度等因素。公路常用声屏障材料有：砖、混凝土块及轻质材料。早期用砖石、混凝土块等材料较多，后来为了减少现场作业，便于工厂化生产，标准化的金属结构声屏障得到广泛应用。砖、混凝土块具有造价低，降噪效果优良的特性。轻质材料的降噪效果低于砖及混凝土，但与声屏障顶端绕声引起的噪声相比，穿透声屏障的噪声可忽略，所以，轻质材料常被使用。4、声屏障的结构设计（1）声屏障的构造声屏障的构造直接影响其技术性能、造价及寿命等，是声屏障设计的关键之一。声屏障的构造设计应满足技术经济合理、高强度、施工简便、美观、耐久、防火、抗风等性能。声屏障的构造一般可做成砌块及板体两类。声屏障结构可采用土堤结构、砖石混凝土结构、金属结构、合成材料结构等。表3.4-1
常见声屏障结构类型
类型
| [align=center]特点
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土堤结构
| 适用于地广人稀的区域，是最经济的减噪办法，降噪效果约3～5dB。建造此类声屏障所需空地比较大。
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混凝土结构
| 适用于郊区和农村区域，易与周围自然环境相协调，价格便宜，且便于施工与维护。降噪效果约10～13dB。
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木质结构
| 适用于农村、郊区个人住宅或院落且木材资源比较丰富的地区的噪声防护。降噪效果约6～14dB。
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金属和复合材料结构
| 世界各国最普遍使用的结构。材料易于加工，可制成各种形式，安装简便，易于景观设计和规模制造生产，降噪效果也很好。
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组合式结构
| 必须根据现场条件、周围环境、景观要求和经济性决定。
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（2）结构设计的原则①应贯彻国家的技术经济政策，同时必须在满足声学性能要求的前提下，做到技术先进、经济合理、安全适用和确保质量。②从工程实际出发，优先采用定型的和标准化的结构和构件，同时注意声屏障的景观效果。③结构形式上属悬臂结构，其设计比较简单。包括基础、立柱、板材及构件之间的连接及使用过程中的强度、荷载、稳定性和刚度等，均应符合相应的国家标准和部颁标准。④声屏障构件设计考虑公差、密封、防渗和积水、构件可换性及表面处理的要求，同时应考虑便于维修。⑤声屏障的荷载以风载和自重为主，必要时考虑冰雪载及侧向土压力等。⑥确保交通安全。声屏障的设置应不影响道路交通安全设施的功能。结构设计时还应考虑防撞击的安全措施。对于低于安全净空高度的弧形、折板型声屏障，其顶端不能超越土路肩之内侧，并应有防落下装置。5、景观设计声屏障本身作为一种建筑，应遵循建筑形式美的一般原则，尽量做到与自然、周围环境的和谐统一，作为道路的一部分融入整体景观。3.3.3绿化林带绿化林带，此处指降噪声林带，是公路两旁的成行列分布的乔木、灌木林带，是降低公路交通噪声的主要手段之一。绿化林带的降噪原理是，当声波通过密集植物丛时，由于植物的吸收、散射效应产生声衰减。1、绿化林带的降噪效果绿化林带的降噪效果因声波频率、树林密度和深度而异。由于树叶的吸收作用是在树叶的周长接近或大于声波波长时，才有较大的效果，所以树要种得密，林带要相当宽，而且要栽植阔叶林、常绿树种。冬天落叶的树种不能保证冬天的降噪效果，故不宜采用。绿化林带并不是降噪量很大的声屏障。密集的林带对宽带噪声典型的附加衰减量是每10m衰减1～2dB（A）。取值的大小与树种、林带结构和密度等有关。密集的绿化林带对噪声的最大附加衰减量一般不超过10dB（A）。窄的绿化林带的实际降噪效果并不明显，仅有心理作用。2、绿化林带的设计要点（1）绿化林带的设计原则选用树冠矮、分支低、树枝茂密的灌木与乔木上下搭配，构成林带；林带可以分层，采用近灌远乔布置；林带应靠近公路，净距离宜在离路肩6～15m之间；林带宽度最好大于15m，一般为20～30m；林带高度宜在10m以上。（2）林带的使用条件公路营运的中、远期噪声超标；受保护的敏感点噪声超标量较小；公路与受保护对象之间有足够的空间；不占用（或尽量少占用）耕地。绿化林带除具有降噪功能外，还可兼具吸收CO等有害气体，滤除灰尘，美化景观，调节气候，防风固沙，防止水土流失，涵养水源，净化地表径流等功能，所以应充分利用公路边坡及路域进行绿化。在通过有人群居住的区域时，可适当增加路边至路界宽度，建筑绿化林带。北京的四、五环高速公路，甚至设计有100m宽的绿化林带。我国一些高速公路环保设计中，也有对路旁有学校、医院等环境敏感建筑的路段设计有绿化林带降噪的实例。思考题：1、我国对噪声和振动都有哪些控制标准？2、车辆噪声的影响因素有哪些？3、公路施工的哪些工序会产生哪些显著的噪声影响？如何减少这种影响？4、防治噪声和振动的措施有哪些？公路施工过程中具体是怎样做的？