本发明提供了一种道路声屏障降噪装置及其结构设计方法。该装置由两层降噪单胞组合而成，各降噪单胞的尺寸相同，不同层降噪单胞之间存在间隙。降噪单胞由两个完全相同的“外凹内凸”型复合结构反向布置组合而成，降噪单胞在平面内中心对称，内外薄板厚度一致。外层薄板呈现‘凹’型，内层薄板呈现‘凸’型，在增加内通道长度的同时延长斜入射声波在声屏障外表面的反射距离；外薄板与内薄板构成宽度相同的双通道，双通道裂口间距设置考虑了气流耦合以及声波传输损耗双重因素；改变降噪单胞“外凹内凸”结构的尺寸可有效调整声学性能以适应多种目标降噪范围。本发明提出的道路声屏障降噪装置具有双面高效降噪性能，可以应用于道路低频声波的降噪，减少道路对外界的噪声影响以及外界对道路的干扰。