2009年04期(总第52期)作者简介：王健（1980-），男，北京人，工程师，研究方向公路环境工程。
首都机场高速公路位于北京城区的东北部，起自东三环的三元桥，途经四元桥、将台路、南湖渠、大山子、京包铁路、北皋村、苇沟村、温榆河、林荫路、天竺村，终于首都国际机场,全长18.50km 。
计算行车速度120km/h ，路基宽度34.5m 。
随着车流量的增加，机场高速公路对公路两侧交通噪声辐射日益增强，给沿线环境敏感地区造成了严重影响，干扰了沿线群众的工作、学习和生活。
本文通过对首都机场高速公路所经的高家园小区、大山子小区和荧屏里小区的声环境现状调查和监测，进而探讨首都机场高速公路不同噪声防治措施的可行性。
1声环境质量现状监测与评价1.1敏感点现状调查高家园小区、大山子小区、荧屏里小区位于首都机场高速公路三元桥—北皋段，其详细情况见表1。
该路段交通环境复杂，除了受首都机场高速公路交通噪声的影响外，小区周围还有其他车流量较大的道路，如首都机场辅路、将台路、南湖渠路、酒仙桥路、酒仙桥北路等，该路段的声环境质量较差。
另外与首都机场高速并行的轻轨线的通车，也将进一步恶化该路段的声环境质量。
1.2敏感点声环境质量现状监测与评价2007年12月11日和12月12日，北京市环保局噪声管理处委托北京市环境保护监测中心对机场高速路酒仙桥街道高家园小区409号楼11-3进行噪声监测，监测结果表明，该小区昼间等效连续A 声级74.6dBA ，夜间等效连续A 声级72.9dBA ，昼夜等效连续A 声级79.1dBA 。
表1首都机场高速公路声环境敏感点现状根据《北京市朝阳区人民政府关于调整朝阳区环境噪声功能区划的通告》（朝政发〔2004〕9号），高家园小区和大山子小区位于声环境功能区的1类区，荧屏里小区位于声环境功能区的3类区。
同时还规定首都机场高速公路属于4类标准适用区的主要道路，长度范围为三元桥至温阳桥，长度13.4km ，面积为1.07km 2，经计算为宽度79.85m 的范围，即路中心线两侧约40m 的区域。
而高家园小区、大山子小区和荧屏里小区均距路中心线40m 以外。
由此可见高家园小区、大山子小区属于声环境功能区划的1类区，荧屏里小区属于声环境功能区划的3类区，应分别执行《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）的1类和3类标准，即按昼间55dB 、夜间首都机场高速公路噪声防治措施初探王健1,2，魏显威2，王彦琴2（1.北京交通大学，北京100044；2.交通部公路科学研究院，北京100088）摘要：文章对首都机场高速公路两侧声环境敏感点处声环境质量现状进行了详细调查与评价，结果显示部分小区环境噪声严重超标，对沿线民众（尤其老人和小孩）影响较大。
文章比选了多种噪声屏障措施，最终确定选择底部泡沫铝吸声板、上部透明改性高抗冲击压克力板作为声屏障材料，效果较好。
关键词：交通工程；机场高速公路；噪声屏障；措施中图分类号：U491文献标识码：B16745dB和昼间65dB、夜间55dB的声环境质量标准执行。
同时根据北京市环境保护监测中心的监测数据分析，按1类标准高家园小区昼间超标19.6dB，夜间超标27.9dB，交通噪声的影响较为严重。
大山子小区比高家园小区距机场高速更近，且受匝道出口的影响，噪声污染也较严重。
荧屏里小区虽然距离机场高速较远，但由于紧临的机场辅路和酒仙桥北路,受这两条道路的交通噪声影响，现场监测结果表明，该小区环境噪声也严重超标。
2降噪措施比选2.1搬迁措施搬迁方案无疑具有一次性、永久性解决噪声污染问题的优点，且环境效益和社会效益显著，但在经济效益上往往受一定的限制。
若对高家园小区、大山子小区和荧屏里小区诸多住宅楼实施搬迁措施，再考虑重新征用其他区域土地进行开发建设，综合投资巨大。
同时实施搬迁也会产生新的环境问题，实施难度很大。
通常公路交通噪声防治以主动式防治、绕避声环境敏感点为最佳措施。
只有当主动式防治措施不能解决噪声污染问题或无法实施时，才考虑被动式的搬迁措施。
2.2绿化林带降噪措施林木对噪声的减噪作用与林带的结构和宽度有关：绿化带的降噪作用随其宽度的增加而增大，对于宽100m的密植林带，其附加降噪量为3～8dB。
首都机场高速公路沿线的高家园小区、大山子小区、荧屏里小区与高速公路之间距离有限，且有与之平行的机场辅路，虽然目前已种植了杨树林带，但由于噪声超标严重，林带宽度高度有限，因此降噪作用有限。
2.3隔声窗措施隔声窗可用于公共建筑物，或者噪声污染特别严重，建筑结构较好的建筑物。
对于建筑物结构较差的，采用建筑物隔声措施难以达到预期的降噪效果。
首都机场高速路所经的高家园小区、大山子小区和荧屏里小区建筑物结构相对较好，但小区居民对隔声窗带来的隔热、不通风等问题持不同意见，因此实施起来难度较大。
2.4声屏障措施声屏障具有节约土地、简单、实用、可行、有效、一次性投资等特点，易在公路建设中实施，通常适用于路中心线60m以内、规模较大、居住较集中的敏感建筑物的防治。
另外依据《北京市环境保护局关于尽快解决机场高速路交通噪声扰民问题的通知》（京环发［2008］66号），要求妥善解决机场高速路大山子南段东侧朝阳区高家园社区307等五栋居民楼受交通噪声影响严重的问题，因此提出在高架桥上加装隔声屏障的措施来缓解交通噪声对两侧声环境敏感点的影响。
综上所述，该路段采取声屏障降噪措施是目前解决交通噪声影响问题较为合理可行和容易被公众所接受的方法。
3声屏障设计3.1声学设计声屏障的声学设计主要是根据设计降噪目标值计算确定声屏障的高度和长度参数。
设计时考虑路基高度、路面（桥面）与保护目标地面高差、保护目标高度、保护目标与路线间的距离、声屏障的类型、公路线型等因素。
声屏障噪声衰减量计算原理见图1所示。
图1声屏障噪声衰减量计算原理图图2声屏障的绕射声衰减曲线根据声屏障噪声衰减量计算原理图，在确定各敏感点参数之后，由式（1）计算菲涅耳数(Fresnel)，再根据声屏障对不相干线声源的衰减曲线（见图2）即可查得无限长声屏障对公路交通噪声的绕射声衰减量。
N=2δλ=f170·δ(1)式中，f为噪声的频率，Hz；公路交通噪声取f=500Hz；λ为波长，m；δ为声程差，。
因为实际中声屏障只能为有限长，所以有限长声屏障的实际衰减量要根据无限长声屏障的噪声衰减量ΔL d 和被保护点对有限长声屏障所张夹角与被保护点对线声源夹角的比值进行修正（见图3、图4）。
在计算了各项修正项后，声屏障的插入损失按式（2）计算得到1682009年04期(总第52期)图3有限长声屏障及线声源的修正图图4有限长声屏障不同遮蔽角绕射声衰减IL=ΔLd -ΔLt-ΔLr-(ΔLs，ΔLg)max(2)当合理选择声屏障材料及厚度时（即取20－30dB），可忽略透射声的影响（即）。
而主要针对双侧安装吸声型声屏障时的反射声衰减量。
为障碍物衰减量。
为地面吸收衰减，一般依据图5进行确定。
图5地面吸收声衰减工程设计中为了尽可能减小有限长声屏障存在的两端漏声损失，声屏障端头最小长度可按下列原则进行简易计算，见图6。
（1）当声屏障降低噪声的目标值为5.0～9.0dB，屏障超出声环境保护目标端头的长度L1（或L2）＝（1.2～1.5）d1（或d2）。
图6声屏障最小长度计算图示（2）当声屏障降低噪声的目标值为10.0～13.0dB，屏障超出声环境保护目标端头的长度L1（或L2）＝（1.5～2.0）d1（或d2）。
（3）当声屏障降低噪声的目标值为14.0～15.0dB，屏障超出声环境保护目标端头的长度L1（或L2）＝（2.3～2.6）d1（或d2）。
（4）当声屏障降低噪声的目标值为16.0～18.0dB，屏障超出声环境保护目标端头的长度L1（或L2）＝（2.8～3.6）d1（或d2）。
（5）当声屏障降低噪声的目标值为19.0～20.0dB，屏障超出声环境保护目标端头的长度L1（或L2）＝（3.9～4.3）d1（或d2）。
依据上述原理，根据敏感点处的降噪目标值来确定声屏障的高度和长度。
根据敏感点实际情况以及上述方法确定高家园和大山子小区声屏障长度1150m范围：K3＋200～K4＋350；匝道主路210m范围：K4＋178～＋388,荧屏里小区声屏障长度300m范围：K4＋635－K4＋935。
根据上述理论及设计方法，计算得到各小区不同声屏障高度对应有限长声屏障绕射声衰减见下表2～表4。
表2大山子小区各楼层对应的不同高度声屏障的绕射声衰减/dBA由声学计算可见，要满足声环境质量要求，使得该区域的环境噪声问题得到彻底解决，仅仅靠单侧声屏障是不可能的，即使声屏障高度达到20m也不能把所有楼层住户保护在声影区内。
要通过声屏障彻底解决噪声问题,必须采用全封闭式声屏障。
3.2结构设计采用H 型钢立柱作为声屏障材料与基础之间连接的1692009年04期(总第52期)载体，并且采用螺栓固定声屏障材料。
H型钢不但抗剪强度高，而且能够承受由声屏障材料传来的风荷载，满足作为载体的强度要求，并且安装方便，采用螺栓、角钢固定声屏障材料，施工方便，节省人工，不受气候、温度、地形等条件的限制。
从声学角度看，全封闭式声屏障可以彻底解决该路段的噪声问题，无疑是最佳保护方案。
但是机场高速公路工程通车时间较早，其主体工程设计所依据的规范较老，所选取的材料规格要求都较低，同时多年风吹雨淋对构造物（桥梁、挡土墙）本身造成损耗，安全系数减小。
通过结构计算在原有的构造物上加装全封闭式声屏障，构造物将无法满足声屏障所带来的侧向力及风压等外加荷载，基础布设无法实现。
因此考虑在路侧自建基础来实施全封闭或半封闭式声屏障方案。
通过现场实地调查，本路段由于主线与辅道及匝道之间空间狭小，采用全封闭或者半封闭式声屏障需要另行设置基础，而声屏障基础势必将与主体工程本身构造物基础发生冲突从而影响主体工程自身结构的稳定性和安全性。
另外在桥梁段，有已建道路交叉通过，自建基础则无空间实施。
通过以上分析，该路段结构基础无法满足全封闭或表3高家园小区各楼层对应的不同高度声屏障的绕射声衰减/dBA表4荧屏里小区各楼层对应的不同高度声屏障的绕射声衰减/dBA 注：“---”表示被保护目标不在声影区范围1702009年04期(总第52期)半封闭声屏障的荷载要求，因此只能从实际出发综合分析降噪效果及公路结构的安全性，确定在原有公路工程构筑物上建造声屏障。
同时考虑到首都机场高速公路设计时间较早，工程大部分构造物的设计规范已废止，结合工程设计安全系数等因素，对声屏障设计高度有所限制。
3.3材料设计声屏障材料首先要选用环保型材料，所用到的隔声、吸声材料在生产、储运、安装和使用过程中要不污染环境，可回收利用，不产生二次污染，对人无害；施工安装方便，加工性好，要符合安全和景观要求。