Sachverhalt: A. Die Nationalstrasse A2 wird im Raum Luzern auf dem Abschnitt, der sich grob betrachtet zwischen den Anschlüssen "Emmen Süd" und "Luzern Süd/Kriens" erstreckt, einer Gesamterneuerung unterzogen. Das Gesamtbauprogramm mit dem Namen "Cityring Luzern" (vgl. dazu die Informationen auf der Homepage des Bundesamts für Strassen [ASTRA]) umfasst mehr als zehn verschiedene Projektteile. Die geplante Instandstellung betrifft auch die zur Nationalstrasse gehörenden Kunstbauten, so unter anderem die Tunnel Reussport und Sonnenberg sowie die Sentibrücken. Den Namen Sentibrücken trägt der Abschnitt der A2, mit dem auf dem Gebiet der Stadt Luzern der Fluss Reuss überquert wird. Daran schliessen sich nördlich bzw. rechts der Reuss der Reussporttunnel und südlich bzw. links der Reuss der Sonnenbergtunnel mit Vortunnel an. Im Bereich der Sentibrücken befindet sich zusätzlich der Halbanschluss "Luzern Zentrum" mit der Autobahnausfahrt nach Luzern (aus Richtung Norden) und der Autobahneinfahrt aus Luzern (in Richtung Norden). Die Abzweigung der Autobahnausfahrt nach Luzern liegt im Reussporttunnel. Die Ausfahrt verläuft zunächst über die Sentibrücke; daran anschliessend unterquert sie die Transitspuren im Vortunnelbereich des Sonnenbergtunnels. Die Autobahneinfahrt mit dem sog. Stadttunnel bzw. einer Galerie folgt dem linken Reussufer, bevor sie auf die Sentibrücke gelangt. Für die geplanten Sanierungsarbeiten bestehen auf den einzelnen Streckenabschnitten (wie Reussporttunnel, Sentibrücken, Stadtanschluss, Sonnenbergtunnel) teilweise mehrere Teilprojekte nebeneinander. Beim Abschnitt der Sentibrücken sollen mit dem Teilprojekt "Erneuerung Sentibrücken" die Tragstruktur und Bestandteile der Brückenausrüstung instand gesetzt werden. Das Teilprojekt "Lärmsanierung Sentibrücken" bezweckt, mit baulichen Massnahmen eine zusätzliche Entlastung der umliegenden Stadtquartiere vom Verkehrslärm zu erreichen. B. Bezüglich des Projekts "Lärmsanierung Sentibrücken" unterbreitete das Bau-, Umwelt- und Wirtschaftsdepartement des Kantons Luzern (BUWD) dem Eidgenössischen Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK) am 6. Dezember 2006 das Ausführungsprojekt zur Plangenehmigung. Dieses Ausführungsprojekt sieht im Wesentlichen folgende Massnahmen vor: Die bestehenden, drei Meter hohen Lärmschutzwände auf den Brücken sollen durch fünf Meter hohe Wände ersetzt werden. Zwischen der Autobahneinfahrt aus Luzern und den Transitspuren in Richtung Norden soll eine zusätzliche, fünf Meter hohe Lärmschutzwand errichtet werden. Seitliche Öffnungen bei der Galerie der Autobahneinfahrt sowie im Portalbereich von Reussport-, Sonnenberg- und Stadttunnel sollen geschlossen werden, ebenso die Lüftungsöffnungen beim Vortunnel zum Sonnenbergtunnel. Ferner soll ein lärmarmer Fahrbahnbelag auf den Transitspuren eingebaut werden. Das Projekt war in Zusammenarbeit mit dem ASTRA und dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) erarbeitet worden. Da trotz der geplanten Massnahmen die Immissionsgrenzwerte bei einzelnen Liegenschaften rechtsufrig der Reuss nicht eingehalten werden können, stellte der Kanton Erleichterungsanträge für die betroffenen Grundstücke. C. Das Lärmsanierungsprojekt wurde vom 29. Januar bis 27. Februar 2007 öffentlich aufgelegt. Hiergegen gingen Einsprachen aus der Anwohnerschaft ein. Am 13. September 2007 genehmigte das UVEK das Ausführungsprojekt unter Auflagen zu Baulärm und Güte des Fahrbahnbelags; ausserdem erteilte es die vom Kanton beantragten Erleichterungen im Sinne von Art. 14 der Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV; SR 814.41). Zugleich wies das UVEK die Einsprachen ab, soweit es darauf eintrat. D. Die Erbengemeinschaft A._ und weitere Grundeigentümerinnen und Grundeigentümer, die erfolglos Einsprache erhoben hatten, fochten den Entscheid des UVEK mit gemeinsamer Eingabe beim Bundesverwaltungsgericht an. Die Abteilung I des Bundesverwaltungsgerichts wies die Beschwerde mit Urteil vom 10. Juli 2008 ab. E. Gegen das Urteil des Bundesverwaltungsgerichts reichen die Erbengemeinschaft A._ und Mitbeteiligte beim Bundesgericht Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten ein. Sie beantragen die Aufhebung des angefochtenen Entscheids und die Rückweisung der Sache an die Vorinstanz zur Neubeurteilung. Das BUWD und das UVEK ersuchen um Abweisung der Beschwerde, soweit darauf einzutreten sei. Das Bundesverwaltungsgericht hat Verzicht auf eine Vernehmlassung erklärt. Die eingegangenen Stellungnahmen wurden den Verfahrensbeteiligten zur Kenntnisnahme zugestellt.