道路交通噪声具有影响范围广、持续时间长等特点，已成为道路交通面临的主要环境问题。本文根据中国道路交通噪声污染概况，介绍了声屏障、低噪声路面、通风隔声窗、降噪林带以及智能化管控等噪声控制措施的技术特点和适用范围，分析了这些技术措施存在的问题及研发方向。阐明了典型结构、材料的声屏障和低噪声路面的优缺点和降噪效果，提供了中国不同区域可以用作降噪林带的植被种类，并从低噪声路面声学设计、声频和信息化技术应用、绿色低碳材料循环利用、路域声景观营造、环境噪声与可持续发展等几个方面，提出了道路交通噪声控制技术的下一步发展方向。
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道路交通噪声污染防治概况
交通噪声是一种非稳态的噪声，随着城市化进程的推进和交通运输业的发展，道路交通噪声已经成为现代社会中主要的噪声源。噪声对人体健康和生活质量的不良影响正逐渐为人们所认知，公众对控制噪声的要求进一步提高，交通噪声污染已成为环境污染投诉最主要的问题之一。
综上，有效控制道路交通噪声势在必行。道路交通噪声的治理和控制是一个体系性的问题，涉及到城市土地利用、路网建设、交通需求控制、道路设计等多层次多方面。构建安全、便捷、绿色、高效、经济、包容、韧性的可持续交通，创建宁静舒适人居环境，推动交通与环境和谐发展，是新时代实现交通强国建设的重要任务之一。
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技术现状分析
2.1 声屏障
声屏障是目前应用最广泛的一种交通环境噪声控制措施。声屏障立于声源和声敏感区域之间，通过阻断直达声，达到减弱声敏感区内噪声影响的目的。声屏障按照材质分类可以分为金属声屏障、混凝土声屏障、有机合成透明材料、生态式声屏障等；按照结构形式可以分为单侧直立式声屏障、双侧直立式声屏障、半封闭声屏障和全封闭声屏障；按照降噪原理可以分为隔声屏障、吸、隔声屏障和有源声屏障；按照声屏障顶部结构形式可以分为直立型、折板型、特殊形状型等，其中特殊形状型一般指顶端结构，包括有“T”型、“Y”型、蘑菇型、管型和其他多重边缘型等结构；按照排列方式可以分为直线型、蜿蜒型和交错型。
声学超材料的研究给声屏障噪声控制问题提供了新的思路。例如，周期性结构，由于Bragg反射存在于弹性波传播的某些频域内，使得系统呈现出通带和禁带。利用这个特性，由周期结构构成的声子晶体应用于声波过滤器、声学隐形斗篷和声扩散器等。而在交通噪声控制领域，也让开发通风隔声屏障成为可能，从而减少设置声屏障导致的物理隔离和景观破碎现象。以上声屏障可有效降低中高频噪声，但低频降噪性能较差，而低频噪声恰恰更加接近人体一些器官的共振频率，对人体的危害更大。
有源降噪技术是基于声波叠加原理的一种电声控制技术，利用数字信号处理器生成与噪声源信号相位相反、幅值相同的声音信号，与噪声源反向抵消达到降噪目的，对低频噪声降噪效果明显。有源控制系统通过次级源产生与原始声波频率和振幅相同且相位相反的声波实现噪声控制，具有低频降噪性能好的优点，将传统屏障与有源控制系统结合形成有源声屏障，可以增大屏障的低频插入损失，从而拓宽声屏障的控制频率范围。典型声屏障降噪效果及优缺点分析结果如表1所示。声屏障常用材料的优缺点分析见表2。
表1 声屏障结构优缺点分析
表2 声屏障材料优缺点分析
2.2 低噪声路面
通常来说，对于小型燃油车辆，当行驶速度为40~50km/h时，轮胎/路面噪声成为主要噪声源，对于大型燃油车辆来说，当行驶速度为80~90km/h时，轮胎/路面噪声成为主要噪声源。随着以电动汽车为代表的新能源车辆渗透率不断提高，道路交通噪声特点发生了变化，主要噪声频段提高，发动机产生的电磁噪声下降，轮胎/路面噪声成为主要噪声源的过渡速度进一步降低。
在国内外路面结构设计中，均采用力学经验法，通过试验观测，建立路面结构力学响应和路面使用性能关系的是以疲劳性、变形、抗裂等使用性能为控制目标，确定原材料、混合料配合比、结构组合设计和结构层设计等路面结构参数的要求，降噪作为一种“附属”功能出现。随着环保要求的不断提高，许多国家开始深入低噪声路面声学设计研究。
2.3 通风隔声窗
2.4 降噪林带
2.5 智能化管控
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发展趋势
3.1 低噪声路面正向声学设计
现阶段国内外低噪声路面设计普遍使用力学经验法，没有以路面降噪量为目标建立降噪理论模型和优化设计方法。因此，尚未能根据环境因素和交通流特性，对影响声学性能的多孔路面结构参数进行设计优化。以路面吸声为路面设计指标，利用孔隙率、平均孔径、构造深度等参数，构建低噪声路面的声学设计理论和方法。
3.2 声频技术与靶向控制
随着人工智能和机器学习技术的发展，以有源控制技术和声阵列技术为代表的声频技术在道路交通噪声控制中，利用数字化、智能化手段，更准确地识别和预测交通噪声的来源和传播路径，从而有效地进行靶向控制。随着传感器技术和信号处理技术的发展，可以实现更精准的噪声源定位和特征识别。随着声阵列等技术的发展，可以更精细地感知和测量交通噪声频率、强度、来源等各项参数，与声学超材料等技术相结合，从而能够更精确地控制噪声，形成更为综合、有效的噪声控制方案。
3.3 绿色低碳材料循环利用
随着环保意识的增强和绿色技术的不断发展，发展绿色低碳材料，可减少对环境的污染，实现资源集约循环利用。声屏障和低噪声路面将更多地采用可再生、可循环利用的环保材料，如钢渣、煤矸石、磷石膏、废旧轮胎橡胶等工业固体废弃物再利用，以减少对自然资源的消耗和环境污染。
3.4 路域声景观营造
对于人来说，声环境的感觉与噪声的种类、特征等密切相关。路面、树木、水体、天空等不同的景观元素可以改变人们对噪声的感知，提高声舒适度，缓解噪声对道路沿线居民的声主观感受负面影响。路网的密度也会对提高区域声环境水平有较为明显的作用。
3.5 环境噪声与可持续发展
交通噪声的污染需要多种措施综合治理，也需要结合可持续发展目标系统性地进行考虑。噪声污染防治需要与国土空间规划和城市建设过程相协调，与社会经济发展相协同，提高公众的环保意识和噪声污染防治意识，引导企业采取更加宁静的生产方式，加强科技创新，鼓励公众参与噪声污染防治工作，形成政府、企业和社会共同参与的局面。
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结论
1）现有的道路交通噪声控制技术，面对综合立体交通的建设与发展，声屏障、低噪声路面等单一措施往往难以满足道路交通噪声治理的要求，需要通过多种控制措施协同设计进行治理。
2）目前道路交通噪声以无源控制为主，声学超材料的发展为道路交通噪声的精确治理提供了新的思路；有源噪声控制在应用于道路交通噪声控制过程中，仍面临着干扰因素多、控制区域远、误差传感器难以设置、传递函数难以计算等问题，需要发展和解决。
3）利用人工智能等先进技术实现道路交通噪声的智能识别、监测和控制系统，通过先进的传感器技术和信号处理技术，实现道路交通噪声源的精准定位和特征识别，可以为有针对性地控制噪声提供依据。
4）随着科学技术的不断发展和人们环保意识的不断提高，道路交通噪声控制技术将会越来越智能化、精准化、绿色化和可持续。
论文全文发表于《科技导报》2024年第20期，原标题为《道路交通噪声控制技术研发进展》，本文有删减，欢迎订阅查看。
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