高速公路的迅猛发展在带来交通便利,经济腾飞的同时,对沿线声环境造成的恶化也不容忽视。声屏障虽然被认为是最有效的措施,但也存在诸多缺陷,例如受质量定律影响,中低频降噪效果有限且缺乏针对性、受风载影响大、与沿线景观融合度差等。因此,高速公路声屏障亟待新材料、新结构进行革新。声子晶体作为一种具有带隙特征的人工周期材料,可以通过构造带隙,对特定范围内的声波起到有效控制。本文结合共振-吸声原理设计了高速公路声子晶体型声屏障,将Bragg散射与共振、吸声原理相结合有效扩大了带隙的控制范围与降噪效果。首先进行了高速公路噪声频谱现场实测,确定了目标频段,然后基于有限元法进行了能带结构设计与降噪性能仿真,以2D、3D仿真结果为参考分别进行了室内半消声实验与实验段现场实测,也对仿真结果进行了验证,最后进行了声子晶体型声屏障的相关效益分析。研究所得主要结论如下:（1）高速公路主要噪声频段为315-500Hz、800-1250Hz,其中400Hz与1000Hz存在峰值。高速噪声主要由车辆-轮胎噪声,以及大、中型车辆发动机噪声所构成;（2）可以通过改变散射体几何尺寸对带隙范围起到有效调控,常用的钢、水泥混凝土、PVC或铝均不会对带隙产生显著影响;（3）2D无限周期有限元模型可以表征声子晶体声屏障的最佳降噪性能;2D有限周期有限元模型可以对室内实验进行有效预测,含共振单元的声子晶体声屏障均可以起到有效的削峰作用,最大插入损失为22.1d B,降噪范围与带隙吻合良好,且2D有限周期计算结果与室内实验结果吻合良好,误差在1.5-2d B;（4）3D无限周期有限元模型中,有效考虑了声屏障顶端绕射与地面反射可能带来的影响,可以有效预测高速现场实际使用效果,误差在3d B以下;现场条件下,带隙范围内声子晶体声屏障降噪效果优于水泥混凝土声屏障0.2-2.1d B,且插入损失随屏障后距离的增长下降更缓慢;（5）对散射体进行梯度布设、填充多孔吸声介质与采用微穿孔壁面均可以起到有效的补强作用,特别是在带隙范围以外,将多重降噪机理相结合有利于增强声子晶体声屏障的适用性;声子晶体声屏障实现了新型降噪理念与声屏障的有机结合,符合当今绿色交通可持续的原则,具有降噪性能好、针对性强、美观性好的特点,在高速公路噪声防治方面具有良好的应用推广前景。