高速铁路声屏障对居民环境影响的试验研究

    0 引言

    随着我国高速铁路的迅猛发展，列车车速不断提高，随之而来的铁路噪声也越来越明显，对铁路周边环境影响不断加剧，降低了居民的生活品质［1-2］。较强的噪声对人的生理与心理会产生不良影响。根据国际标准化组织( ISO) 的调查，在噪声级 85 dB 和 90dB 的环境中工作 30 年，耳聋的可能性分别为 8% 和18% 。在噪声级 70 dB 的环境中，谈话就感到困难。近年来，高速铁路通过噪声问题已经引起了铁路主管部门和相关科研院所的高度重视，并加大了噪声治理方法和途径的研究和改进力度。一种降低铁路噪声行之有效的方法就是在噪声的传递路径上安装声屏障［3］，目前大多安装在高速铁路两侧。相比欧美发到国家，我国高速铁路发展时间较短，对应的噪声治理经验相对缺乏，对声屏障的设计和选材没有现成的经验和方法可循，便形成了既浪费降噪成本又没有达到有效降低铁路噪声而提高铁路周边居民生活环境标准［4-5］开展了高速列车通过噪声的测量以及对周边居民环境的影响评价［6-7］，并提出声屏障改进建议。

    1 声屏障结构

    对于安装在高速铁路轨道两侧的声屏障，关键在于其结构设计。声屏障结构主要包括几何形状( 长度、高度、厚度) 以及材料。声屏障的几何尺寸设计主要以声屏障的插入损失和隔声量为目标，具体的计算方法一般采用试凑法，即先假定某一屏障的几何形状，采用“声屏障插入损失计算方法”之一进行计算，看能否满足要求，再进行修正，不断重复，直至满足要求为止［8］。声屏障常用的形状有直立型、折板型、倒L 型、Y 型等。铁路声屏障的材料要求综合考虑声学性能、强度、耐候和防眩、防火性、防损坏、可加工性、价格、容重等多项技术指标，各项性能指标均应较优且较为均衡。声屏障材料可由重质及轻质材料构成，重质材料如砖、混凝土、陶瓷等，轻质材料如有机玻璃，PC 板、钢板、铝板、镀锌板等。考虑到声屏障的声学性能，通常会使用吸声材料附在主体结构材料上，如超细玻璃棉、岩棉等。本次研究的声屏障主要用于西南某高速铁路，由于是一条城际短距离的铁路线路，几乎一半的里程都会穿过居民区。为保护沿途居民的生活环境，凡通过的居民区都安装了声屏障。该线路使用的声屏障主要有 3 种，结构参数见表 1。

    2 高速列车通过噪声测试

    在一座高 10. 8 m，长 2. 45 km 的桥梁上，在同一位置分别安装表 1 所示的 3 种结构的声屏障，列车通过噪声测试位置位于声屏障中点处。通过测量有、无声屏障两种状态各测点的声压值，并进行相应计算，以此来评价声屏障对高速铁路周边居民环境的影响。以桥梁轨道上声屏障安装位置为基准点，在 8 个测点位置( P1～ P8) 分别安装带风罩的麦克风，测点坐标如表 2 所示，测点布置如图 1 所示，测试现场如图 2所示。