平面道路隔音設施

平面道路隔音設施
當目標年（無高架）僅有平面道路時，可於平面道路旁設置隔音設施，如果平面道路與住宅區之間寬度允許，即人行道夠寬則還可加以植栽。
圖1-7為日本平面道路旁之0.5公尺隔音設施，面向平面道路方向裝置有吸音材。
背面有吸音材
圖1-7 日本平面道路旁之0.5公尺隔音設施示意圖

經加高平面道路旁之隔音設施至2公尺時（如圖1-8日本平面道路旁之2公尺隔音設施示意圖）再模擬，L日及L夜則約降低4dB(A)，可符合交通噪音經改善後之環境音量標準。
圖1-8 日本平面道路旁之2公尺隔音設施示意圖
鋪低噪音路面
輪胎噪音是交通噪音中不可忽視的噪音源，當車速大於50km/h時它起到舉足輕重的作用。又因輪胎噪音的頻率較高，夜間它是干擾人們睡眠的主要“兇手”(除鳴笛等突發噪音外)。據原聯邦德國的研究，從改進汽車輪胎來降低輪胎噪音源是十分有限的，僅可降低噪音約1dB(A)。因此，從噪音防治角度，鋪築低噪音路面降低交通噪音源無疑是有效的措施。
20世紀80年代起各國開始研究並採用多孔性低噪音瀝青鋪設城市路面，由於這種多孔性瀝青路面有若干連通的小孔，具有較強的吸音功能，所以能夠吸收外界噪音，同時輪胎滾動在路面上也不容易形成因空氣壓縮產生的噪音。
一、低噪音路面理論
(一)輪胎噪音的物理現象
輪胎與路面接觸噪音的大小不僅與輪胎本身(如表面花紋)有關，更主要的取決於路面的表面特性。概括起來，輪胎噪音的物理現象有下列三方面：
1.衝擊(振動)噪音（Impulsive Noise）
該噪音主要由路面的不平整度、橫向刻槽等引起輪胎振動(甚至連帶車身振動)而輻射噪音，該噪音的頻率較低。
2.氣泵噪音（Air Pump Noise）
輪胎在路面上滾動時，表面花紋槽中的空氣被壓縮後迅速膨脹釋放而發出噪音，噪音産生的過程類似於空氣泵壓縮—膨脹發出爆破音的現象。氣泵噪音的強度隨車速的增加而增加，且以高頻音爲主，在輪胎噪音中占主要地位。
3.附著噪音（Adhesive Noise）
是由輪胎橡膠在路面上附著作用力而産生的類似於真空吸力噪音。
(二)低噪音路面的原理
原先爲了行車安全，鋪築開級配透水瀝青混凝土面層，以使路面上的雨水由表面至內部連通的孔隙網迅速排出。就是由於面層具有互通的孔隙網，産生了驚人的降低交通噪音的功能，於是引發了多孔隙低(降)噪音路面的研究。低噪音路面的原理概括如下：
1.面層孔隙的吸音作用
除了吸收發動機和傳動機件輻射到路面的噪音外，還可吸收通過車底盤反射回路面的輪胎噪音及其他界面反射到路面的噪音，其吸音原理類似於多孔吸音材料的吸音作用。
2.降低氣泵噪音
由於面層具有互通的孔隙，輪胎與路面接觸時表面花紋槽中的空氣可通過孔隙向四周逸出，減小了空氣壓縮爆破産生的噪音，且使氣泵噪音的頻率由高頻變成低頻。
3.降低附著噪音
與密實路面相比，輪胎與路面的接觸面減小，有助於附著噪音的降低。
4.良好的平整度，降低了衝擊噪音。
二、低噪音路面的材料構造
低噪音路面分爲瀝青混凝土和水泥混凝土兩類，目前對瀝青混凝土低噪音路面研究較多。
(一)多孔隙瀝青路面
1.單層多孔隙瀝青混合料面層路面
該路面的構造是在普通密級配的瀝青混凝土路面上，再鋪築一層開級配多孔隙瀝青混合料面層，由測定及資料介紹，面層的厚度以4~5cm、孔隙率20％左右爲宜，該路面鋪築較簡單，也較經濟。
2.超厚多層多孔隙瀝青混合料面層路面
該路面的多孔隙瀝青混合料層厚度爲40~50cm，一般設四層排水瀝青混合料和4cm厚的多孔隙瀝青混凝土面層，每層的材料配級不同，其目的是可增加降低噪音效果。
(二)水泥混凝土低噪音路面
國際常設公路協會(PIARC)的混凝土協會1988年設立了水泥混凝土路面降低噪音音委員會，他們收集匯總了各國的研究成果，水泥混凝土面層的降低噪音方式歸納如下：
1.路面應具有良好的平整度，不允許存在間距爲數釐米的橫向不平整度，以降低輪胎衝擊(振動)噪音。
2.以縱向條紋代替橫向條紋，縱向條紋不但可降低輪胎的氣泵效應，還可降低衝擊噪音，在水泥混凝土中加入增塑劑，澆築刮平表面後再拉縱向條紋，不同的縱向條紋表面構造，降低噪音量之能力差別較大。
3.表面鋪壓編織物(如麻袋片)，或用水刷洗混凝土，以增加表面粗糙度，從而降低輪胎氣泵噪音的強度和頻率。
4.加氣混凝土面層，30cm厚的加氣混凝土面層，其孔隙爲20％左右，對降低輪胎噪音有利，但其造價較高，表面強度較低，抗凍性也有問題。
5.粗糙面層，在新鋪築的水泥混凝土路面上(可不設封面層，但強度需足夠)，用環氧樹脂和礫石鋪設面層。該面層既有粗糙度，又有彈性，據報導，其降低噪音效果比多孔隙瀝青路面還要好。
三、低噪音路面的效益
(一)可能減低的噪音量
從歐洲一些國家鋪築的開級配多孔隙瀝青路面試驗路段測得的結果，較傳統的密級配路面降低噪音3~6dB(A)，雨天可降低約8dB(A)。試驗路面層的孔隙率大多爲20%左右，是否可再加大孔隙率進一步降低噪音，該課題正在德國卡爾斯魯爾工業大學進行研究。法國Rhone省聯合Michelin研究室，從1988年起對低噪音路面的理論進行研究，得出的結論是採用加厚多孔隙路面可以降低噪音10dB(A)以內，但最大不會超過10dB(A)。
された空気を逃がし騒音を低減。
通常の舗装では、自動車が走行するときタイヤの溝と舗装面の間にはさまれた空気圧縮音、膨張音が発生（図右）します。しかし、「低騒音舗装」では空隙に空気が逃げ、音が路面内部に吸収されるため、タイヤと道路面との摩擦による騒音を低減させることができます。（図左）交通量が急増し騒音が発生している場所などに、この「低騒音舗装」を採用することで、沿道環境改善に効果をあげています。
(二)耐久性和可靠性
荷蘭、法國等試驗多孔隙瀝青路面在使用多年後(如法國使用6年)測試，其透水性和附著性仍令人滿意，對抗疲勞、老化等都表現出很好的耐久性。德國1986年起在萊茵地區對低噪音面層進行的長期觀察也表明，在透水性、耐久性、抗形變能力和使用性能等方面沒有發現任何變化。也有一些國家，如日本研究認爲，多孔隙瀝青面層的孔隙率隨使用時間下降，路面抗凍性差，表面空隙被泥沙堵塞導致透水性及降低噪音效果下降。
關於低噪音路面的材料構造、鋪築技術和養護管理等還需全面深入的研究，然而它的降低噪音效果是肯定的。
四、日本改良路面
改良路面的方式也就是使用低噪音鋪裝，其方式主要有排水性鋪裝及多孔質彈性鋪裝二種，分述如下：
(一)排水性鋪裝
排水性鋪裝的作法類似國內高速公路使用之開放型級配瀝青混凝土路面，其與一般道路之密級配混凝土路面最大不同之處在於級配粒徑較集中，故孔隙較大較多，其原本用意是為了防止路面積水，增加行車安全，不料其多孔結構的特性除了可以降低輪胎音的產生外，更具有部份吸音(詳如圖1-11所示)而可降低交通噪音量的功能。其減音的功能與鋪裝厚度，骨材粒徑有關，減音效果約可較密級配路面降低3~5dB(A)，日本排水性鋪裝至平成7年末已達到了400萬平方公尺的施工實績，使用上已相當普遍，同時其具有防止積水，增加行車安全的主要功用，使其應用上更廣泛，其一般特性說明如下：
圖1-11 低噪音鋪裝設施位置示意圖

1.鋪裝厚度為4~5公分厚(國內開放級配僅1.5公分厚)
2.骨材粒徑13~20mm
3.目標空隙率在20%以上
4.採用高粘度改質增加耐久性
在實用上，其最大的缺點是其空隙率經車輛輾壓及灰塵泥土浸入會降低，而降低噪音減音量，施工一年後效果開始變差，故需使用高壓洗淨車加以沖洗(機能回復裝置)，增加維護的機具及成本。
(二)多孔質彈性鋪裝
多孔質彈性鋪裝是利用樹脂再生產生之多孔質造成的彈性鋪裝，由於孔隙率可達到40%，其噪音降低效果甚高，相關資料顯示自用車約可達到9~12dB，大貨車為3~6dB。但目前仍在實驗性質，需再就耐久性、抗滑，車輛行走的安全性及施工方法等課題進行研究。
如不加高平面道路旁之隔音設施至2公尺時，而採鋪低噪音路面，結果詳表1-6所示，L日及L夜則約降低4dB(A)，可符合交通噪音經改善後之環境音量標準，模擬圖詳圖1-13至1-14所示。

圖1-12 日本平面道路旁之0.5公尺隔音設施+低噪音路面
隔音設施示意圖


資料來源：環保月刊，空氣/噪音振動專輯「城市交通環境噪音控制」，劉嘉俊，2002.11。