道路声屏障作为降低噪声污染，保障生活环境的一项重要实施，早在上世纪六、七十年代美国、日本、德国等发达国家就已修建，并研究编制了相关的规范制度。国内及上海道路声屏障的修建也从上世纪九十年代开始，至今已有十五六年的时间，时至今日在上海的高架道路、快速路和周边各高速路上设置的屏障已超过一百公里。本文通过对上海及周边城市既有道路屏障的调查中发现，各城市或道路不仅屏障结构形式、屏体形式、设置高度不仅相同，且生平展过的设计、材料、制作和安装上都存在一定的质量为问题从而造成声屏障的安全隐患。

       本文对上述问题进行总结，借此引起声屏障设计、施工单位及养护管理单位注意、尽量避免上诉问题的发生。 

       1 声学设计

       1.1 降噪目标

       确定降噪目标是声屏障声学设计的首要前提，应在满足所需降噪目标的基础上开展屏障的结构及景观设计。

       但由于很多屏障设计未根据降噪目标需求开展针对性设计，从而导致一条路无论道路形式及敏感点情况如何，高度完全一致，甚至出现屏障降噪效果只有1、2dB(A)的情况出现，导致管理部门对屏障作用的认识不够全面，也失去了实施屏障的意义。

       因此，在屏障设计中，应首先将平整那个可能达到的效果放在首要位置考虑，具体而言，降噪效果可从以下角度考虑：

• 应尽可能使敏感点处声环境质量达标为首要原则；
• 反对敏感点确实超标严重但在既有道路实施条件下，确实无法通过实施全封闭或异常高大屏障满足降噪目标要求时，则一般应至少做到降噪效果在6dB(A)以上，以显著改善敏感点声环境质量，从而获得良好的社会效应。
• 对因周边其它噪声源影响导致达标困难的，应做到声屏障实施后道路的噪声贡献值明显低于周边噪声源。
• 应适当兼顾工程性价比和工程安全，防止因少量的声学效果而大幅增加工程投资及降低工程安全性。

       1.2 设置位置

       声屏障设置位置宜根据道路与防护对象之间的相对位置、周边的地形地貌等综合确定，位置选择的原则或是声屏障靠近声源，或者靠近防护对象，或者可利用周边的土坯、堤坝等障碍物等，力求以较少的工程量达到设计目标所需的降噪目标。

       对于实施道路上的屏障而言，目前常见的问题主要为只实施一道侧屏，对道路两侧为低矮建筑较高，而道路较宽时一道侧屏仅能“遮蔽”近处少数几条车道，对远车道完全无能为力，从而导致降噪效果很差，因此，此种屏障设计方案，应至少提出实施路中屏障方案以降低远车道的影响。

       1.3 交错长度

       对位于进出主线匝道附近设置的屏障为确保匝道附近声屏障效果，匝道屏障与主线屏障之间应设定一定交错长度，另外屏障设置为交错式也可用于屏障逃生、安全维护或其他用途。根据美国联邦公路署声屏障设计规范，建议交错长度与两屏障间距离比为4:1.

       从目前调研结果来看，外环线屏障在匝道进出主线处设置有较多此类屏障，根据数值模拟及现场监测，在屏障采取高吸声型平整那个，而平行屏障距离大于5m，交错长度为1.5倍平行距离时，由交错体处产生的多次反射声及绕射声影响较小，因此该交错值可供设计单位参考。

       1.4 延生长度

       为确保敏感点边侧的降噪效果，声屏障设计时应考虑向敏感点两端延伸长度，目前出现的问题主要为：

       ⑴大多屏障设计中为考虑延伸，如上海某高速公路甚至出现敏感点沿路只有20m而屏障也只有20m的情况，成为行业内笑柄。

       ⑵即使延伸，也延伸不够活未考虑敏感点距屏障距离等因素。

       根据美国联邦公路署声屏障设计规范，该延伸长度宜为屏障距离敏感点距离的4倍，根据公路环境保护设计规范，该延伸长度为屏障距敏感点距离的2倍，可见从设计上至少保持2倍左右延伸长度才比较适宜。 

        2 材料及顶部结构设计

       2.1 材料设计

       根据调研目前道路屏障仍以吸声型屏障为主，为了增加景观效果，通常会在屏障中部霍顶部设置透明屏体。

       目前常用的平整材料主要有：

• 聚碳酸酯板（又称耐力板、PC板）：有点为重量轻，价格经济；缺点为易老化发黄，长时间使用后强度降低，表面容易积尘。
• 亚克力板：克服了聚碳酸酯板的大部分缺点，优点为：不易碎、重量轻、透明度高、加工方便、抗击性能强、透光性强、型式美观、抗老化并设加强筋防鸟撞，缺点主要为造价较高。
• 穿孔板+吸声棉+隔声层：穿孔板通常用铝板制作，吸声棉多采用玻璃纤维离心棉。优点为技术成熟，应用广泛；缺点为吸声性能会随使用时间而降低，如填充玻璃棉，其防水、耐候性差、易板结，且玻璃棉是一种对人体有害的材料，老化后会飞散，产生二次污染。
• 复合水泥基类吸隔音板：材料吸声面开有竖槽与内部空腔连通形成共振腔，在吸声腔中还填充软质多孔的吸声材料。其优点为物理性能良好，吸声性能优良，且造价不高；缺点主要是抗冻融性差，样式不就够美观。
• 水泥木屑吸声板：由经过矿化处理的木屑、外加剂及水泥制成，具有良好的吸声和力学性能。有点为物理性能能良好，吸声性能优良，造价低且防盗，主要缺点是抗冻融性差，城市区使用影响美观且自重大，较难实施于高架桥处。
• 泡沫铝屏障吸声材料：为新型环保吸声材料。优点为吸声性能好，声学性能稳定，无污染，质轻，美观，防火，不怕水，物理性能好，易加工，无纤维，可回收；缺点主要为表面强度不高，易被日子击破，造价稍高，影响推广。
• 铝纤维吸声板：与泡沫铝类似，同为新型环保吸声材料，优点为超薄质轻，表面美观，加工方便，材料板幅大，无纤维可回收；缺点主要为由表面色差现象，略影响美观。
• 复合通孔铝板：采用1.2mm厚氧化铝板加工而成，其表面均布无数个凹设的三角锥，锥底有椭圆形微细孔，表面形成的波浪型及小突点可使反射的声波相互碰撞而产生干扰衰减，部分穿透三角锥锥底微细孔的声波会形成穿透损失，吸声效果佳。材料缺点主要为由于材质较薄，表面不平整现象明显，影响美观。
• 玻璃钢：隔声屏障板为FRP挤拉型材，空腔内填充吸声玻璃棉，立柱采用H型钢构造。玻璃钢隔声屏障具有优良的声学性能和物理性能，是金属屏障的替代产品，主要缺点为造价略高。

       设计中经常出现的为题是屏障填充材料采用不够环保的玻璃棉，设计中说明采用杜邦膜包裹但未画图说明包裹方式，使得部分施工单位只采用正面贴敷杜邦膜，背部未采用杜邦膜包裹，当贴敷的杜邦膜下坠时将导致玻璃纤维的外泄，影响环境，造成污染。

       另外最常见的问题是未能根据上述各类型屏障优缺点综合考虑选用合适的屏障，如在降噪要求高的敏感路段全使用反射型屏障，无吸声材料，导致降噪效果差。

       2.2 屏障顶部结构

       根据调研大部分屏障采用直弧形、直立型，少部分屏障顶部设置圆柱形或蘑菇型吸声体。而理论研究及国外应用较多，降噪效果较好的T型、变形T型、鹿角形或水车型等顶部结构型式的屏障未曾在本次调研中发现。

       因此，在由于结构安全等导致屏障高度受限的条件下，设计中应用尽量通过设计顶部吸声体来提高屏障降噪效果。 

       3 屏障安装后常见的问题

       根据调研，屏障安装后有相当数量屏障存在较大问题，有些问题可能是设计不当，但更多是施工及养护方面的问题，这不仅影响屏障降噪的效果，也影响安全，主要问题汇总如下：

       3.1 立柱锚固方面

       ● 立柱地板采用现场气割，施工不严谨导致螺栓孔径较大，防腐层被破坏，影响结构安全。

       ● 采用薄板垫圈、无垫圈或垫圈已陷入螺栓孔。

       ● 锚栓锚固深度不足，锚栓螺杆未外露于螺母，螺杆或螺母丢失甚至未实施。

       ● 骑马钢板或植筋结构不符合要求。

       ● 屏障顶部盖板脱落。

       ● 立柱节点随意，锚固螺栓缺，立柱上罩板悬空未于立柱固定。

       ● 立柱地板直接固定在伸缩缝两端或跨伸缩缝两侧的H型钢未加宽处理，伸缩缝热涨时导致屏体露出。

       ● 屏体背部加有刚性螺栓连接，对防撞后的整体稳定性不利。

       ● 螺栓孔设置过于地板边侧。

       3.2 屏体方面

       ● 内部填充物为离心玻璃棉，无包裹或包裹方式不对，离心棉破损，产生二次污染。

       ● 桥梁段未加钢丝绳防坠落保护装置。

       ● 防坠落钢丝绳过细，锈蚀严重或钢丝绳直接打结，未采用锁扣固定，甚至出现钢丝绳未与立柱连接的情况。

       ● 玻璃屏型材过薄，强度较差，无法穿钢丝绳。

       ● 玻璃屏四周未打硅胶或未设置边框，在高频率、强振动情况下易破碎。

       ● 屏体背部支撑件采用镀锌板弯制，未采用弹簧钢制作。

       ● 支撑件变形，缺失或以一个抽芯铝铆固定，在风荷载作用下极易造成支撑件的转动，而脱离立柱型腔，造成屏体晃动。

       ● 部分屏体滑撑、滑档均采用了抽芯铝铆钉固定。由于其强度不满足要求，在车速所形成风压的反复作用下，使得安装不久的声屏障，就出现了铝铆钉脱落，窗框、窗扇连接处的松动与破损的现象。

       3.3 基础方面

       ● 混凝土基础标高不够，导致螺栓浸水后锈蚀严重。

       ● 部分屏障靠近河岸，基础未处理好，屏体沉降明显。

       ● 转折处未做特殊处理，屏体存在脱落的安全隐患。

       ● 路基段屏障基础未考虑排水或排水孔径过小，设置位置不合理，导致积水严重，对基础安全产生较大影响。

       3.4 上下罩板

       立柱上下罩板与立柱跨接采用抽芯铝铆钉固定，由于抽芯铝铆钉强度低，声屏障投入使用不久，其抽芯铝铆钉就出现脱落、断裂的情况较为普遍。在对现场内环等高架声屏障的调查中发现屏体罩板长度不足，部分屏体罩板由于抽芯铝铆钉脱落、断裂，造成招标那缺损等。

       3.5 结构防腐

       防腐处理常见问题是屏障立柱、金属屏体，预埋件、骑马钢板、螺栓、螺母等由于防腐不到位从而产生腐蚀，严重处甚至出现立柱几乎断裂的地步。

       4 结语

       综上，公路声屏障常见问题有：

       ⑴ 设计方面问题：表现在屏障降噪目标、设置位置、交错长度、延伸长度、屏障材料选用及结构设计方面不够合理，不符合相关标准或规范要求，最终导致屏障降噪效果较差或结构安全存在隐患。

       ⑵ 屏障安装或常见的问题：主要表现在结构方面，有立柱锚固、屏体结构、上下罩板及结构防腐等方面的问题。

       为了避免上述问题的存在，可采取措施有：①制定声屏障结构技术指导文件，提出具体的验收标准；②注重特殊部位的结构设计；③加强对声屏障工程的质量控制；④对存在质量缺陷及安全隐患的声屏障的整改；⑤引入安检机制，开展普查工作，杜绝安全隐患。