公路２００７年７月第７期
ＨＩＧＨＷＡＹ
』ｕ１．２００７
Ｎｏ．７
文章编号：０４５ｌ—０７１２（２００７）０７一０１９６一０４
中露分类号：Ｔｕｌｌ２．５；ｕ４１８．９文献标识码：Ｂ
公路生态声屏障设计研究
刘银生，赵新飞
（湖南省交通科学研究院长沙市４１００１５）
摘要：介绍了研究组研发的四种生态声屏障的特点及应用范匿。详细阐述了研究组发明的弧形生态声屏障的隔音机理、结构形式、声屏障种植土的配比研究、植物的选择以及在湖南衡枣高速公路的应用情况。通过研究、分析和应用，一种既有隔音功能又有绿化作用，同时兼具环境协调的新型生态声屏障，具有技术先进性和独创性．有较大的推广应用前景。
关键词：生态声屏障；混合式；倾斜式；阶梯式；弧形式；结构；种植土配合比；抗旱植物
根据道路噪声研究成果，影响道路噪声的有行车速度、交通流量等十几个主要因素。其中噪声与速度成线性关系，速度每提高ｌｏｋｍ／ｈ，噪声就增加３～
５
式四种生态声屏障型式。各型式的特点如下。
１．１
混合式
混合式生态声屏障为彩色轻质材料砌块砖与水
泥混凝土板结合攀缘植物的综合体，其外观设计图见图１。
ｄＢ。高速公路车速高，流量大，其沿线两侧的噪音
可达９０～１００ｄＢ，比国家规定的允许噪音标准值（白天７０ｄＢ，夜间５５ｄＢ）高出４０％以上。因此，防止噪声污染是高速公路环境保护领域急需解决的问题。
当前国内采用水泥混凝土板墙、砖砌体墙铝合
金以及彩钢复合棉板等作为隔音的防噪设施来改善公路两旁的噪声环境。从使用效果来看，虽可以起到
隔音防噪的效果，但不具备净化空气、滤除灰尘、美
化景观等功能。在城市高架桥上，已使用各种不同材质
的彩钢复合棉板作为声屏障使用，防噪效果不错，但造价高，没有生态及绿化功能，难以与周围环境协调。因
此，声屏障的设计需要从材料、结构到形式进行充分的研究，达到隔音降噪与生态环境的协调与统一。
国内对声屏障的研究始于２０世纪８０年代，在噪
图１混合式生态声屏障
声控制原理、噪声预测数学模型以及轻质、多子Ｌ材料砌筑体声屏障等方面取得了许多成果。但对生态声
屏障内容的研究基本上处于空白。在日益重视环境
这种形式每６．ｏｍ为一个单元，其中３．ｏｍ为彩色轻质材料砌块砖，高度为３．ｏｍ，是吸声型声屏障；另外３．ｏｍ为水泥混凝土预制墙体，高度也为
３。ｏ
保护的今天，既能隔音隔离，又能与周围大自然交融的生态声屏障，符合公路建设“绿色环保”的发展方
向，可与公路沿线环境有机融合。
ｍ，表面要求粗糙，沿墙体纵向地面种植常春
藤、藤本七里香等常绿型爬藤攀缘类植物，可在２～３年时间内形成绿篱形态，呈现绿色植物的生态外观。
这种声屏障的特点是占地面积少，占用路基边
１生态声屏障的型式
依据声屏障吸声、隔声降噪机理以及植物种植
缘宽度不超过ｏ．５ｍ，施工比较方便，植物存活比较
容易，在３．ｏｍ高度和标准降噪技术条件下可降低噪声１１
ｄＢ左右。但在建造完成初期，效果显然不理
的要求，本研究设计了混合式、倾斜式、阶梯式、弧形
收稿Ｈ期：２００７～０２—０９
万方数据
２００７年第７期
刘银生
赵新飞：公路生态声屏障设计研究
想，管护费用大，要在两年以后才能达到较好的效果，且绿化面积过小。１．２倾斜式
倾斜式生态声屏障外观酷似土堤或土质边坡，见图２。
图２倾斜式生态声屏障
倾斜式生态声屏障由上部金属结构的（或高分
子材料）吸声屏障与下部的６０。角斜坡填充种植土的水泥混凝土网格两部分组成。下部水泥混凝土网格结构高度为２．ｏｍ，内部形成可容纳大量种植土的腔室，在填充种植土后可形成大面积的植物种植面，由于其土壤厚度充足，可以种植包括小型乔木在内
的各种植物，设计中采用常绿小灌木为主，草皮为辅
的种植方式，形成常绿生态外观，下部结构为吸声、隔声复合型屏障；上部金属结构或高分子材料声屏障高度为１．ｏｍ，为吸声型屏障，主要作用是在保证
声屏障高度的情况下减小横向距离。
倾斜式生态声屏障与公路环境可以非常好地结
合，基本上看不出明显的界限，与公路环境的协调性十分好，并可带来开阔的视野，不会给司乘人员造成视觉上的压抑感，同时倾斜式的结构利于植物的存
活，阳光和雨水充足，有利于植物的生长。但其在外观造型上与边坡太接近，且占地面积过大，横向占地
宽度超过１。５ｍ，因而受地理位置的影响较大，实用
性不高，此外因其为倾斜式结构，造成声屏障顶端外移，降噪效果不及混合式。
１．３阶梯式
在倾斜式的基础上进行改进设计的“阶梯式生
态声屏障”外观结构见图３。
阶梯式生态声屏障外观类似梯形结构，与倾斜式一样由两部分组成。下部为水泥混凝土预制槽体，预制槽按照一定的形式一层一层地砌筑起来，高度
万
方数据图３阶梯式生态声屏障
达２．ｏｍ，在槽内填充种植土，然后种植常绿灌木以
及草本类植物。上部与倾斜式相同，设置金属结构或
高分子材料吸声屏障。
阶梯式生态声屏障具有视野开阔，利于植物存
活，占地面积相对较少的优点，但梯形的垂直面不能栽种植物，为防止出现裸露的水泥混凝土墙面，必须
选择如迎春一类的下垂植物，在植物的选择上具有
较大的局限性，且与倾斜式降噪效果类似，存在施工
工序较多、较复杂，造价较高的缺点。１．４弧形式
在倾斜式声屏障、混合式声屏障以及阶梯式生
态声屏障的基础上，设计了“弧形式生态声屏障”，见
图４。
图４弧形式生态声屏障
弧形生态声屏障结合了混合式和阶梯式声屏障的特点，为水泥混凝土预制块槽形式，整体为一预制箱体，呈现向公路方向弯曲的弧形状，在箱体中用水泥混凝土预制板分隔成多层种植槽，内部设置集水、保水、灌溉系统，槽内及箱体内填充种植土，在槽内种植常绿小灌木及常绿草本植物，在箱体顶端可种
植迎春等长枝条下垂植物，地面可种植藤本攀缘植
公物，在整个声屏障表面形成覆盖绿色植物的生态外观。
弧形生态声屏障具有视野开阔，施工工序比较简单，整体性较强，可塑性好等优点，且其顶端内移，降噪效果在几种方案中最为突出，并能够根据现场需要调整线形和高度，适应性较好，且外观呈整体绿化形式，环境协调性较好。相对而言，其养护费用比倾斜式和阶梯式高。为方便后期养护，需解决抗旱植物的选择，与植物相适应的土壤配比研究和储水保水设计研究，下面将重点讨论弧形生态声屏障及其相关问题。
２生态声屏障组成（结构）研究２．１结构特点
弧形声屏障具有内凹弧形的外观，降噪功能与美观性相结合。根据声学原理，声波的传播过程实质上是声源辐射声能量的传递过程。声能量随声波波阵面的扩张而衰减。本声屏障的内凹弧形使声波的阻隔接触面增大，从而可更好地降低噪声；内凹弧形可更好地反射声波。在弧形墙面种植植物，使表面形成许多凸面。当声波传播遇到凸面界面，就会被分解成许多比较弱的反射声波，达到良好的降噪效果。同时本声屏障的墙面可根据种植的植物组合成不同的图案，使声屏障的绿化面错落有致，改善行车环境。
弧形生态声屏障结构见图５。它是用钢筋混凝土
材料制成的弧形状箱体声屏障，采用立面垂直绿化
技术，正面形成生态外观，呈现向公路方向弯曲的弧形状。它由四层吸声、隔声降噪结构组成，第一层为高度为３０ｃｍ左右的种植植物吸商降噪层，植物表面叶面可吸收一部分噪声，且植物距离土壤表面有
３０
ｃｍ左右的空间，也能有效衰减噪声能量同时又
可以美化环境和净化空气；第二层为３０～６０ｃｍ的
土壤、细砂石颗粒吸声层，因细砂性土壤中有许多微小孔隙，孔隙之间或互相以衄折通道连结或互不贯通，能有效吸收中高频噪声；第三层为隔空层中４ｃｍ的密闭空气隔声层，因其可使声波在其中产生共振消耗能量，故能有效衰减低频噪声，并且避免了土壤层与水泥混凝土隔音层的直接接触，也就使得土壤在夏季时，不会因水泥混凝土板经日晒后产生过高温度而散失水分；第四层为５ｃｍ钢筋混凝土隔音层，其具有很大的质量密度，可防止残余噪声透过
声屏障。这样通过吸声、隔声、反射等多重环节，本生
态声屏障可达到良好的隔音、降噪效果。在声屏障的
万
方数据路２００７年第７期
结构设计上，特别加入了灌溉系统的设计，解决了汇水、保水和抗涝的问题，使声屏障上种植的植物能在缺乏养护的条件下，维持正常生长。
图５弧形生态声屏障剖面
２．２声屏障种植土配比研究
土壤有铁铝土纲、淋溶土纲、半溶土纲、初育土纲、水成土纲和人为土纲、红壤、黄壤等类型，而植物适于在微酸性的土壤中生长。根据植物的生长和土壤条件等特点，研究组进行了种植土配合比方案的研究，确定了声屏障填充种植土的最佳配合比，现以湖南衡枣高速公路生态声屏障种植土为例，阐述相应配比研究方法。
生态声屏障在衡枣高速公路所处位置的土壤为较贫瘠的粘重红壤，土壤有机质含量约ｏ．８％，全氮含量约为ｏ．２％，有效磷含量为１．１ＰＰＭ，全钾含量为１．２％，ｐＨ值为６．２，阳离子代换量为１１ｍｇ当量／
１００
ｇ土，含沙量很小，粘土含量高，达８１％，其中粒
径为ｏ．０２～２ｍｍ的沙仅占１５％，透水透气性较差。必须对种植土加以改良配制，在土壤中加入河沙５％，腐熟猪粪１０％，商品有机肥１％，氯化钾ｏ．０１％。加入含钾类肥料主要考虑到钾能加速植物对ＣＯ：的同化，能促进碳化合物的转移、蛋白质的合成和细胞分裂，钾素能增强植物的抗病能力，并能缓和由于氮肥过多所引起的有害作用；钾能减少植物蒸腾，调节植物组织中的水分平衡，提高植物的保水抗旱性；在
严冬季节，钾肥可以促进植物体中淀粉转化为可溶
２００７年第７期刘银生赵新飞：公路生态声屏障设计研究
性糖类，从而提高了植物的抗寒能力。把以上材料充分搅拌均匀，以改善土壤的理化性质，提高种植土的肥力，经沤制后再填入声屏障的种植槽中，为保水透气，在每格种植槽底部放置一层陶粒。种植土配制方法为：首先在取土点附近清理平整出一个约２００ｍ２左右的平地作为配制场，再在取土点把土壤挖松敲碎，清除大石粒及杂物，运至配制场均匀堆放，堆放厚度３０ｃｍ左右，再把运到配制场的种植土稍晾干后把河沙、商品有机肥、腐熟猪粪、氯化钾按比例均匀撒在种植土上，然后用铲子或锄头充分翻动种植土３～４次，翻拌均匀后再集中堆放。在拌制好的种植土上洒水用塑料薄膜覆盖。经过３个月左右的沤制后即可使用。２．３植物的选择
由于我国四季分明，植物的选择除应充分考虑其耐旱性外，还必须综合考虑其抗寒、抗热性能，所
选植物的越冬温度最好在ｏ℃左右为宜。为了筛选出最适宜声屏障种植槽内立地条件（干旱、高温）的植物，我们选择几十种植物采用同种种植基质，在类似于本声屏障的条件下进行了耐旱、耐寒性实足尺模拟模型试验，最终选择出了常绿、耐旱、耐寒和多年生的草本、灌木类植物。栽种在本声屏障内的植物，经过三个月的养护管理后，即可不再进行精细养护，只需粗放管理即可。
３生态声屏障应用
为了检验其应用效果，我们在湖南衡阳至枣木铺高速公路Ｋ２１＋０６０～Ｋ２１＋１９０（Ｉ段）和Ｋ２１＋２７６～Ｋ２１＋３６０（Ⅱ段）主干线右侧建立两段生态声屏障，为检测其各项功能和降噪效果，研究组进行了实地定量检测，见图６。
图６生态声屏障隔音降噪效果测试布点示意
图６说明：在Ｋ２１＋０６０～Ｋ２１＋１９０处的生态声屏障（Ｉ段），分别设置Ａ、Ｂ、ｃ三条测试轴线，Ｋ２１
点等效Ａ声级噪音大部分小于７０ｄＢ，且实测噪声衰减量接近１０ｄＢ，因而目标点完全达到Ⅳ级噪音标准要求。
＋２７６～Ｋ２１＋３６０处的生态声屏障（Ⅱ段），分别设
置Ｄ、Ｅ二条测试轴线，每条轴线上分别设置四个测
试点，如Ａ轴线分别设置Ａ。、Ａ。、Ａ。、Ａ。四个测试点，
Ａ。为公路路肩测试点，Ａ。为距公路路肩１２ｍ处测试点，Ａ。为距公路路肩２２ｍ处测试点，Ａ。为距公路路肩５２ｍ处测试点。
通过对现场进行噪声测量，得到了实测点在测试时段噪声衰减量统计表，见表２。
分析表２可以看出，目前由于交通量较少，声源
４结语
通过对生态声屏障方案的研究以及在湖南衡
枣、常张高速公路的成功应用表明，既有隔音功能又具有绿化作用，同时兼具与环境协调的新型生态声
屏障在技术上是可行的，在经济上是合理的，具有技术先进性和独创性，且社会效益显著，因而具有较好
的推广应用前景。
万方数据
公路２００７年７月第７期ＨＩＧＨＷＡＹ
Ｊｕｌ．２００７
Ｎｏ．７
文章编号：０４５１一０７１２（２００７）０７一０２００～０４
中图分类号：ｕ４１８．９文献标识码：Ｂ
乌一奎高速公路生态环境恢复与
重建技术研究
陈
杰１’２，金昌宁２，刘
健２
（１．北京交通大学北京市ｌｏ００４４；２．新疆交通科研院
乌鲁木齐市８３００００）
摘要：在论证乌奎高速公路建设对生态环境的不利影响方式、范围与程度等方面的基础上，对乌奎高速公路影响区的生态环境进行了生态区划分，并提出了生态环境的恢复与重建措施。
关键词：生态环境；生态区划；恢复；高等级公路
新疆处于欧亚大陆的中心，远离海洋、群山环到极大的改善，路域经济提高了当地居民的收入。同列，形成了典型的大陆型的干燥气候，特点是降水时，在一定程度上也加剧了资源、环境和人口之间的少、蒸发量大、空气干燥，全区的年平均降雨量为
矛盾，生态问题凸现。从新疆近年公路建设情况看，１５０
ｍｍ，只有在天山与阿尔泰山等山区的雨量较丰
公路建设对生态环境的影响主要表现在：一是公路富，达到６００ｍｍ。新疆气候的主要特色是夏季干热、建设施工中，普遍对边坡以及借弃土石方处理不及冬季干冷、春季剧烈升温、秋季剧烈降温等特点，北时，甚至不进行事后恢复，同时，也使边坡土壤含水疆气温偏低，南疆气温偏高，全区的昼夜温差可达到量降低，土质松散，更易风化，随后与之相伴的就是１２℃，最高甚至可达３０℃以上［１］。
坡面土壤侵蚀、水土流失、坍塌体滑坡阻塞河流、河新疆高等级公路的建设，使新疆的物流条件得
谷、吞没道路，中断交通；二是目前高等级公路绿化
收稿日期：２００６一０３一０７
表２实测点在测试时间段噪声衰减量统计
ｄＢ
测试点
第一天晚上
第二天上午
第二天下午
平均值
测试点
第一天晚上
第二天上午
第二天下午
平均值
Ａ１６．８
６．２６．２６．４Ｃ３７．２
７．３—３．２
３．６７Ａ２５．７５．７５．７５．７Ｄｌ１０．Ｏ１０．５
１０．６１０．３７Ａ３
７．Ｏ
６．５
６．５６．６７Ｄ２７．Ｏ７．８
７．９７．５７Ｂ１
６．７
９．７
６．８
７．３
Ｄ３６．５
７．Ｏ
７．Ｏ６．８３Ｂ２
５．８５．７
６．２
５．９
Ｅ１
１０．８１０．２
１０．２１０．４Ｂ３５．７５．９
６．７６．１Ｅ２
８．２
７．６
７．５
７．７７
Ｃ１１４．５
１４．２１３．３１３．９３Ｅ３８．７
８．３８．２８．４
Ｃ２
９．８
８．９
９．２
９．３
参考文献：
［５］张玉芬．道路交通环境工程［Ｍ］．北京：人民交通出版
［１］ＪＴＪ００５—９６，公路建设项目环境影响评价规范（试行）
社，２００１．
［Ｓ］．
［６］单福庆．公路建设环境保护研究［Ｍ］．哈尔滨：东北林
［２］ＪＴＪ／Ｔ００６—９８，公路环境保护设计规范［ｓ］．业大学出版社，２００２．
［３］ＧＢＪ１１８—８８，民用建筑隔声设计规范［Ｓ］．
［７］关杰雄．三维植被网防护在高陡及碎石质土边坡上的
［４］任文堂．交通噪声及其控制［Ｍ］．北京：人民交通出版
应用［Ｊ］．中南公路工程，２００１，（３）．
社，１９８４．
万
方数据
公路生态声屏障设计研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
刘银生， 赵新飞
湖南省交通科学研究院,长沙市,410015公路HIGHWAY 2007(7)1次
参考文献(7条)
1. JTJ 005-1996.公路建设项目环境影响评价规范(试行)2. JTJ/T 006-1998.公路环境保护设计规范3. GBJ 118-1988.民用建筑隔声设计规范4. 任文堂 交通噪声及其控制 19845. 张玉芬 道路交通环境工程 20016. 单福庆 公路建设环境保护研究 2002
7. 关杰雄 三维植被网防护在高陡及碎石质土边坡上的应用[期刊论文]-中南公路工程 2001(03)
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3. 胡定波 基于环保理念的公路设计研究[期刊论文]-城市建设2010(20)
4. 王伟利 公路交通噪声在声影区降噪量的计算探讨[期刊论文]-环境科学与技术2005,28(1)
5. 王超. Wang Chao 高速公路交通噪声污染分析及防治[期刊论文]-辽宁省交通高等专科学校学报2005,7(4)6. 傅英毅. 杨治中. 区晖. 唐康泰 聚碳酸酯的分子量,枝化度及抗紫外添加剂对其加工和使用性能的影响[会议论文]-1999
7. 张雪华. 王倜 低声屏障在旅游公路建设中的应用[期刊论文]-长安大学学报(自然科学版)2003,23(4)
8. 晏晓林. 顾卫. 江源. 戴泉玉. 孟强. YAN Xiao-lin. GU Wei. JIANG Yuan. DAI Quan-yu. MENG Qiang 公路路域生态工程技术应用的系统化设计研究[期刊论文]-公路交通科技2007,24(7)
9. 蒋恩惠. 尚晓东. 魏显威. 邵社刚. 王健 苏嘉杭高速公路声屏障设计与建造及其关联问题的处置对策[期刊论文]-公路交通科技2004,21(3)
10. 李荣. LI Rong 基于环保理念的生态公路设计研究[期刊论文]-交通标准化2008(7)
引证文献(1条)
1. 周方. 李雷. 傅大放. 李建平 生态声屏障设计与效果分析[期刊论文]-东南大学学报（自然科学版） 2012(4)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_gl200707047.aspx
公路２００７年７月第７期
ＨＩＧＨＷＡＹ
』ｕ１．２００７
Ｎｏ．７
文章编号：０４５ｌ—０７１２（２００７）０７一０１９６一０４
中露分类号：Ｔｕｌｌ２．５；ｕ４１８．９文献标识码：Ｂ
公路生态声屏障设计研究
刘银生，赵新飞
（湖南省交通科学研究院长沙市４１００１５）
摘要：介绍了研究组研发的四种生态声屏障的特点及应用范匿。详细阐述了研究组发明的弧形生态声屏障的隔音机理、结构形式、声屏障种植土的配比研究、植物的选择以及在湖南衡枣高速公路的应用情况。通过研究、分析和应用，一种既有隔音功能又有绿化作用，同时兼具环境协调的新型生态声屏障，具有技术先进性和独创性．有较大的推广应用前景。
关键词：生态声屏障；混合式；倾斜式；阶梯式；弧形式；结构；种植土配合比；抗旱植物
根据道路噪声研究成果，影响道路噪声的有行车速度、交通流量等十几个主要因素。其中噪声与速度成线性关系，速度每提高ｌｏｋｍ／ｈ，噪声就增加３～
５
式四种生态声屏障型式。各型式的特点如下。
１．１
混合式
混合式生态声屏障为彩色轻质材料砌块砖与水
泥混凝土板结合攀缘植物的综合体，其外观设计图见图１。
ｄＢ。高速公路车速高，流量大，其沿线两侧的噪音
可达９０～１００ｄＢ，比国家规定的允许噪音标准值（白天７０ｄＢ，夜间５５ｄＢ）高出４０％以上。因此，防止噪声污染是高速公路环境保护领域急需解决的问题。
当前国内采用水泥混凝土板墙、砖砌体墙铝合
金以及彩钢复合棉板等作为隔音的防噪设施来改善公路两旁的噪声环境。从使用效果来看，虽可以起到
隔音防噪的效果，但不具备净化空气、滤除灰尘、美
化景观等功能。在城市高架桥上，已使用各种不同材质
的彩钢复合棉板作为声屏障使用，防噪效果不错，但造价高，没有生态及绿化功能，难以与周围环境协调。因
此，声屏障的设计需要从材料、结构到形式进行充分的研究，达到隔音降噪与生态环境的协调与统一。
国内对声屏障的研究始于２０世纪８０年代，在噪
图１混合式生态声屏障
声控制原理、噪声预测数学模型以及轻质、多子Ｌ材料砌筑体声屏障等方面取得了许多成果。但对生态声
屏障内容的研究基本上处于空白。在日益重视环境
这种形式每６．ｏｍ为一个单元，其中３．ｏｍ为彩色轻质材料砌块砖，高度为３．ｏｍ，是吸声型声屏障；另外３．ｏｍ为水泥混凝土预制墙体，高度也为
３。ｏ
保护的今天，既能隔音隔离，又能与周围大自然交融的生态声屏障，符合公路建设“绿色环保”的发展方
向，可与公路沿线环境有机融合。
ｍ，表面要求粗糙，沿墙体纵向地面种植常春
藤、藤本七里香等常绿型爬藤攀缘类植物，可在２～３年时间内形成绿篱形态，呈现绿色植物的生态外观。
这种声屏障的特点是占地面积少，占用路基边
１生态声屏障的型式
依据声屏障吸声、隔声降噪机理以及植物种植
缘宽度不超过ｏ．５ｍ，施工比较方便，植物存活比较
容易，在３．ｏｍ高度和标准降噪技术条件下可降低噪声１１
ｄＢ左右。但在建造完成初期，效果显然不理
的要求，本研究设计了混合式、倾斜式、阶梯式、弧形
收稿Ｈ期：２００７～０２—０９
万方数据
２００７年第７期
刘银生
赵新飞：公路生态声屏障设计研究
想，管护费用大，要在两年以后才能达到较好的效果，且绿化面积过小。１．２倾斜式
倾斜式生态声屏障外观酷似土堤或土质边坡，见图２。
图２倾斜式生态声屏障
倾斜式生态声屏障由上部金属结构的（或高分
子材料）吸声屏障与下部的６０。角斜坡填充种植土的水泥混凝土网格两部分组成。下部水泥混凝土网格结构高度为２．ｏｍ，内部形成可容纳大量种植土的腔室，在填充种植土后可形成大面积的植物种植面，由于其土壤厚度充足，可以种植包括小型乔木在内
的各种植物，设计中采用常绿小灌木为主，草皮为辅
的种植方式，形成常绿生态外观，下部结构为吸声、隔声复合型屏障；上部金属结构或高分子材料声屏障高度为１．ｏｍ，为吸声型屏障，主要作用是在保证
声屏障高度的情况下减小横向距离。
倾斜式生态声屏障与公路环境可以非常好地结
合，基本上看不出明显的界限，与公路环境的协调性十分好，并可带来开阔的视野，不会给司乘人员造成视觉上的压抑感，同时倾斜式的结构利于植物的存
活，阳光和雨水充足，有利于植物的生长。但其在外观造型上与边坡太接近，且占地面积过大，横向占地
宽度超过１。５ｍ，因而受地理位置的影响较大，实用
性不高，此外因其为倾斜式结构，造成声屏障顶端外移，降噪效果不及混合式。
１．３阶梯式
在倾斜式的基础上进行改进设计的“阶梯式生
态声屏障”外观结构见图３。
阶梯式生态声屏障外观类似梯形结构，与倾斜式一样由两部分组成。下部为水泥混凝土预制槽体，预制槽按照一定的形式一层一层地砌筑起来，高度
万
方数据图３阶梯式生态声屏障
达２．ｏｍ，在槽内填充种植土，然后种植常绿灌木以
及草本类植物。上部与倾斜式相同，设置金属结构或
高分子材料吸声屏障。
阶梯式生态声屏障具有视野开阔，利于植物存
活，占地面积相对较少的优点，但梯形的垂直面不能栽种植物，为防止出现裸露的水泥混凝土墙面，必须
选择如迎春一类的下垂植物，在植物的选择上具有
较大的局限性，且与倾斜式降噪效果类似，存在施工
工序较多、较复杂，造价较高的缺点。１．４弧形式
在倾斜式声屏障、混合式声屏障以及阶梯式生
态声屏障的基础上，设计了“弧形式生态声屏障”，见
图４。
图４弧形式生态声屏障
弧形生态声屏障结合了混合式和阶梯式声屏障的特点，为水泥混凝土预制块槽形式，整体为一预制箱体，呈现向公路方向弯曲的弧形状，在箱体中用水泥混凝土预制板分隔成多层种植槽，内部设置集水、保水、灌溉系统，槽内及箱体内填充种植土，在槽内种植常绿小灌木及常绿草本植物，在箱体顶端可种
植迎春等长枝条下垂植物，地面可种植藤本攀缘植
公物，在整个声屏障表面形成覆盖绿色植物的生态外观。
弧形生态声屏障具有视野开阔，施工工序比较简单，整体性较强，可塑性好等优点，且其顶端内移，降噪效果在几种方案中最为突出，并能够根据现场需要调整线形和高度，适应性较好，且外观呈整体绿化形式，环境协调性较好。相对而言，其养护费用比倾斜式和阶梯式高。为方便后期养护，需解决抗旱植物的选择，与植物相适应的土壤配比研究和储水保水设计研究，下面将重点讨论弧形生态声屏障及其相关问题。
２生态声屏障组成（结构）研究２．１结构特点
弧形声屏障具有内凹弧形的外观，降噪功能与美观性相结合。根据声学原理，声波的传播过程实质上是声源辐射声能量的传递过程。声能量随声波波阵面的扩张而衰减。本声屏障的内凹弧形使声波的阻隔接触面增大，从而可更好地降低噪声；内凹弧形可更好地反射声波。在弧形墙面种植植物，使表面形成许多凸面。当声波传播遇到凸面界面，就会被分解成许多比较弱的反射声波，达到良好的降噪效果。同时本声屏障的墙面可根据种植的植物组合成不同的图案，使声屏障的绿化面错落有致，改善行车环境。
弧形生态声屏障结构见图５。它是用钢筋混凝土
材料制成的弧形状箱体声屏障，采用立面垂直绿化
技术，正面形成生态外观，呈现向公路方向弯曲的弧形状。它由四层吸声、隔声降噪结构组成，第一层为高度为３０ｃｍ左右的种植植物吸商降噪层，植物表面叶面可吸收一部分噪声，且植物距离土壤表面有
３０
ｃｍ左右的空间，也能有效衰减噪声能量同时又
可以美化环境和净化空气；第二层为３０～６０ｃｍ的
土壤、细砂石颗粒吸声层，因细砂性土壤中有许多微小孔隙，孔隙之间或互相以衄折通道连结或互不贯通，能有效吸收中高频噪声；第三层为隔空层中４ｃｍ的密闭空气隔声层，因其可使声波在其中产生共振消耗能量，故能有效衰减低频噪声，并且避免了土壤层与水泥混凝土隔音层的直接接触，也就使得土壤在夏季时，不会因水泥混凝土板经日晒后产生过高温度而散失水分；第四层为５ｃｍ钢筋混凝土隔音层，其具有很大的质量密度，可防止残余噪声透过
声屏障。这样通过吸声、隔声、反射等多重环节，本生
态声屏障可达到良好的隔音、降噪效果。在声屏障的
万
方数据路２００７年第７期
结构设计上，特别加入了灌溉系统的设计，解决了汇水、保水和抗涝的问题，使声屏障上种植的植物能在缺乏养护的条件下，维持正常生长。
图５弧形生态声屏障剖面
２．２声屏障种植土配比研究
土壤有铁铝土纲、淋溶土纲、半溶土纲、初育土纲、水成土纲和人为土纲、红壤、黄壤等类型，而植物适于在微酸性的土壤中生长。根据植物的生长和土壤条件等特点，研究组进行了种植土配合比方案的研究，确定了声屏障填充种植土的最佳配合比，现以湖南衡枣高速公路生态声屏障种植土为例，阐述相应配比研究方法。
生态声屏障在衡枣高速公路所处位置的土壤为较贫瘠的粘重红壤，土壤有机质含量约ｏ．８％，全氮含量约为ｏ．２％，有效磷含量为１．１ＰＰＭ，全钾含量为１．２％，ｐＨ值为６．２，阳离子代换量为１１ｍｇ当量／
１００
ｇ土，含沙量很小，粘土含量高，达８１％，其中粒
径为ｏ．０２～２ｍｍ的沙仅占１５％，透水透气性较差。必须对种植土加以改良配制，在土壤中加入河沙５％，腐熟猪粪１０％，商品有机肥１％，氯化钾ｏ．０１％。加入含钾类肥料主要考虑到钾能加速植物对ＣＯ：的同化，能促进碳化合物的转移、蛋白质的合成和细胞分裂，钾素能增强植物的抗病能力，并能缓和由于氮肥过多所引起的有害作用；钾能减少植物蒸腾，调节植物组织中的水分平衡，提高植物的保水抗旱性；在
严冬季节，钾肥可以促进植物体中淀粉转化为可溶
２００７年第７期刘银生赵新飞：公路生态声屏障设计研究
性糖类，从而提高了植物的抗寒能力。把以上材料充分搅拌均匀，以改善土壤的理化性质，提高种植土的肥力，经沤制后再填入声屏障的种植槽中，为保水透气，在每格种植槽底部放置一层陶粒。种植土配制方法为：首先在取土点附近清理平整出一个约２００ｍ２左右的平地作为配制场，再在取土点把土壤挖松敲碎，清除大石粒及杂物，运至配制场均匀堆放，堆放厚度３０ｃｍ左右，再把运到配制场的种植土稍晾干后把河沙、商品有机肥、腐熟猪粪、氯化钾按比例均匀撒在种植土上，然后用铲子或锄头充分翻动种植土３～４次，翻拌均匀后再集中堆放。在拌制好的种植土上洒水用塑料薄膜覆盖。经过３个月左右的沤制后即可使用。２．３植物的选择
由于我国四季分明，植物的选择除应充分考虑其耐旱性外，还必须综合考虑其抗寒、抗热性能，所
选植物的越冬温度最好在ｏ℃左右为宜。为了筛选出最适宜声屏障种植槽内立地条件（干旱、高温）的植物，我们选择几十种植物采用同种种植基质，在类似于本声屏障的条件下进行了耐旱、耐寒性实足尺模拟模型试验，最终选择出了常绿、耐旱、耐寒和多年生的草本、灌木类植物。栽种在本声屏障内的植物，经过三个月的养护管理后，即可不再进行精细养护，只需粗放管理即可。
３生态声屏障应用
为了检验其应用效果，我们在湖南衡阳至枣木铺高速公路Ｋ２１＋０６０～Ｋ２１＋１９０（Ｉ段）和Ｋ２１＋２７６～Ｋ２１＋３６０（Ⅱ段）主干线右侧建立两段生态声屏障，为检测其各项功能和降噪效果，研究组进行了实地定量检测，见图６。
图６生态声屏障隔音降噪效果测试布点示意
图６说明：在Ｋ２１＋０６０～Ｋ２１＋１９０处的生态声屏障（Ｉ段），分别设置Ａ、Ｂ、ｃ三条测试轴线，Ｋ２１
点等效Ａ声级噪音大部分小于７０ｄＢ，且实测噪声衰减量接近１０ｄＢ，因而目标点完全达到Ⅳ级噪音标准要求。
＋２７６～Ｋ２１＋３６０处的生态声屏障（Ⅱ段），分别设
置Ｄ、Ｅ二条测试轴线，每条轴线上分别设置四个测
试点，如Ａ轴线分别设置Ａ。、Ａ。、Ａ。、Ａ。四个测试点，
Ａ。为公路路肩测试点，Ａ。为距公路路肩１２ｍ处测试点，Ａ。为距公路路肩２２ｍ处测试点，Ａ。为距公路路肩５２ｍ处测试点。
通过对现场进行噪声测量，得到了实测点在测试时段噪声衰减量统计表，见表２。
分析表２可以看出，目前由于交通量较少，声源
４结语
通过对生态声屏障方案的研究以及在湖南衡
枣、常张高速公路的成功应用表明，既有隔音功能又具有绿化作用，同时兼具与环境协调的新型生态声
屏障在技术上是可行的，在经济上是合理的，具有技术先进性和独创性，且社会效益显著，因而具有较好
的推广应用前景。
万方数据
公路２００７年７月第７期ＨＩＧＨＷＡＹ
Ｊｕｌ．２００７
Ｎｏ．７
文章编号：０４５１一０７１２（２００７）０７一０２００～０４
中图分类号：ｕ４１８．９文献标识码：Ｂ
乌一奎高速公路生态环境恢复与
重建技术研究
陈
杰１’２，金昌宁２，刘
健２
（１．北京交通大学北京市ｌｏ００４４；２．新疆交通科研院
乌鲁木齐市８３００００）
摘要：在论证乌奎高速公路建设对生态环境的不利影响方式、范围与程度等方面的基础上，对乌奎高速公路影响区的生态环境进行了生态区划分，并提出了生态环境的恢复与重建措施。
关键词：生态环境；生态区划；恢复；高等级公路
新疆处于欧亚大陆的中心，远离海洋、群山环到极大的改善，路域经济提高了当地居民的收入。同列，形成了典型的大陆型的干燥气候，特点是降水时，在一定程度上也加剧了资源、环境和人口之间的少、蒸发量大、空气干燥，全区的年平均降雨量为
矛盾，生态问题凸现。从新疆近年公路建设情况看，１５０
ｍｍ，只有在天山与阿尔泰山等山区的雨量较丰
公路建设对生态环境的影响主要表现在：一是公路富，达到６００ｍｍ。新疆气候的主要特色是夏季干热、建设施工中，普遍对边坡以及借弃土石方处理不及冬季干冷、春季剧烈升温、秋季剧烈降温等特点，北时，甚至不进行事后恢复，同时，也使边坡土壤含水疆气温偏低，南疆气温偏高，全区的昼夜温差可达到量降低，土质松散，更易风化，随后与之相伴的就是１２℃，最高甚至可达３０℃以上［１］。
坡面土壤侵蚀、水土流失、坍塌体滑坡阻塞河流、河新疆高等级公路的建设，使新疆的物流条件得
谷、吞没道路，中断交通；二是目前高等级公路绿化
收稿日期：２００６一０３一０７
表２实测点在测试时间段噪声衰减量统计
ｄＢ
测试点
第一天晚上
第二天上午
第二天下午
平均值
测试点
第一天晚上
第二天上午
第二天下午
平均值
Ａ１６．８
６．２６．２６．４Ｃ３７．２
７．３—３．２
３．６７Ａ２５．７５．７５．７５．７Ｄｌ１０．Ｏ１０．５
１０．６１０．３７Ａ３
７．Ｏ
６．５
６．５６．６７Ｄ２７．Ｏ７．８
７．９７．５７Ｂ１
６．７
９．７
６．８
７．３
Ｄ３６．５
７．Ｏ
７．Ｏ６．８３Ｂ２
５．８５．７
６．２
５．９
Ｅ１
１０．８１０．２
１０．２１０．４Ｂ３５．７５．９
６．７６．１Ｅ２
８．２
７．６
７．５
７．７７
Ｃ１１４．５
１４．２１３．３１３．９３Ｅ３８．７
８．３８．２８．４
Ｃ２
９．８
８．９
９．２
９．３
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万
方数据
公路生态声屏障设计研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
刘银生， 赵新飞
湖南省交通科学研究院,长沙市,410015公路HIGHWAY 2007(7)1次
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