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1、城市道路交通噪声环境影响预测及其防治专业：建筑工程技术 学号：XXX 姓名：XXX指导教师：XXX摘要：指出了我国城市道路交通中存在的噪声污染问题，使用美国联邦公路管理局（FHWA）公路噪声预测模式进行分析，并针对其使用缺陷，介绍适合我国特定条件下的噪声预测模型理论统计模型。最后，从工程措施、技术措施、交通管制措施等方面对如何降低道路交通噪声污染进行探讨，从而提出控制对策。关键词：城市道路；噪声；预测；防治1引言人们把不和谐的、令人反感的声音称为噪声。噪声污染是当今世界公认的环境问题。从20世纪50年代起，工业、运输业迅猛发展，噪声污染日益严重。在城市化的今天，随着我国城市经济建设的迅速发展和
2、城市人口的迅速膨胀，城市道路和车流量迅速增加，一种立体纵横，网络棋布的新型道路交通格局正在形成，这虽然标志着一个城市的现代化水平提高和对内对外功能进一步完善，但是随之而来的城市交通污染也愈演愈烈，引起了人们的广泛关注。据统计，环保部门收到的污染投诉绝大部分是噪声，其中交通道路噪声最为严重。国家环境保护总局“声环境-2005中国环境状况”中指出，全国364个市（镇）中，道路交通噪声平均等效声级68.0dB(A)的有185个城市（占50.8%）；68.070.0dB(A)的有130个城市（占35.7%）；70.072.0dB(A)的有27个城市（占7.4%）；72.074.0dB(A)的有16个城
3、市（占4.4%）；74.0dB(A)的有6个城市（占1.7%）。交通噪声污染的危害不仅仅表现为会影响人类的身心健康、造成交通事故，更重要的是会对一个城市内个别地段的经济发展造成阻碍，也会对城市总体生态环境造成一定的破坏。所以对城市道路交通噪声环境影响进行预测和分析不仅是城市道路建设环境影响评价和城市总体环境规划的重要组成部分，而且也成为对一个城市可持续发展水平评价的重要因子。通过对城市道路交通噪声进行分析和预测，可为制定控制城市道路交通噪声的决策提供依据。2交通噪声噪声的来源主要有三种，分别是交通噪声、工业噪声和生活噪声。交通噪声主要是由交通工具在运行时发出来的。各类机动车辆是城市道路交通噪声
4、的主要来源。调查表明，机动车辆噪声占城市交通噪声的85.5%。机动车辆噪声的传播与道路的多少及交通量度大小有密切关系。在通路狭窄、两旁高层建筑物栉比的城市中，噪声来回反射，显得更加吵闹。同样的噪声源在街道上较空旷地上，听起来要大510dB。在机动车辆中，载重汽车、公共汽车等重型车辆的噪声在8992dB，而轿车、吉普车等轻型车辆噪声约有8285dB，以上声级均为距车7.5m、高1.5m处测量。汽车速度与噪声大小也有较大关系，车速越快，噪声越大，车速提高1倍，噪声增加610dB。汽车噪声主要来自汽车排气噪声，在不加消声器的情况下，噪声可达100dB以上；其次为引擎噪声和轮胎噪声，引擎噪声在汽车正常
5、运转时，可达90dB以上，而轮胎噪声在车速为90km/h以上时，可达95dB左右。3城市道路交通噪声环境影响预测噪声环境影响预测是环境评价的主要组成部分。噪声环境影响预测要求环境管理和噪声控制技术的研究具有超前性，以规划区域开发和建设项目，社会经济及科技发展为依据，对噪声环境影响进行预测，展望人类活动可能对人居环境造成的不良影响，提出系统的控制手段和综合防治对策，以达到改善环境质量的目的，确保安静的人居环境。即使对于已经存在的噪声污染问题，有时候对其进行预测仍有必要和现实意义。因为现实中常常存在众多声源，且相当分散，实测的工作量相当大，甚至难以测量。这时就可以通过对声源与声波传播途径的状况的调
6、查，利用计算机进行模拟预测，这样不仅可以节约大量的人力物力，而且也能达到相当的预测精度，一般情况下，误差不会超过2dB。目前，已提出的道路交通噪声预测模型有美国的FHWA交通噪声预测模型、英国的CRTN88、多层递阶预报模型、考虑街道声散射的交通噪声预报模型、神经网络模型、高架桥交通噪声预测模型和灰色预测模型。在实际工作中国内应用最多的是美国的FHWA模型。3.1 城市道路交通噪声环境影响预测的程序、影响因素3.1.1 声环境影响预测程序声环境影响预测程序首先要查阅文件资料了解规划或建设项目概况，通过现场勘察和现状调查，然后对声环境现状进行评价，根据评价结果进行预测，最后分析预测结果并提出可行
7、的系统控制措施。详细程序见图1。图1声环境影响预测程序3.1.2 城市道路交通噪声环境影响预测影响因素3.1.2.1 声源的强度声源强度包括，车流量、车速、车型、路面材料以及道路的宽度、坡度和平整度。3.1.2.2 噪声的传播路径和方式噪声的传播路径和方式包括，接受点到声源的距离、地面植被情况、各类地物（隔声屏障、建筑物、较大的地面起伏）对噪声的反射、衍射以及空气的温度、湿度和流动。3.1.2.3 预测点的空间位置预测点的空间位置包括，预测点对声源的视角、噪声的反射效应。3.2 FHWA预测模型城市道路交通噪声预测与评价建立有不同的模型。现阶段，对城市道路交通噪声的预测，国内外通常采用计算机模
8、拟预测和FHWA预测模型。计算机模拟预测预测精度虽高，但程序复杂，在我国环境影响评价中常采用环境影响评价技术导则声环境（HJ/T2.41995）推荐的美国联邦公路管理局（FHWA）公路噪声预测模式。本文主要通过FHWA预测模型对城市道路交通噪声进行环境影响预测。3.2.1 基本模式图2基本模式图AB为路段，P为预测点。为由遮挡物引起的衰减量/dB。将公路上的汽车流按照车种分类（大、中、小型车），先求出某一类车辆的小时等效声级：式中第i类车的小时等效声级，dB； 第i类车的参考能量平均辐射声级，dB； 在指定时间内T(1h)内通过某预测点的第i类车流量；测量车辆辐射声级的参考位置距离，一般取15
9、m； 从车道中心到预测点的垂直距离，m； 第i类车的平均车速，km/h；计算等效声级的时间，1h；地面覆盖系数，取决于现场地面条件，a=0或a=0.5； 代表有限长路的修正函数，其中，为预测点到有限长路段两端的张角，rad。混合车流模式的等效声级是将各类车流等效声级叠加求得。如果将车流分成大、中、小三类车，总的车流等效声级为： 3.2.2 使用条件(1) 预测点与车道中心的距离D必须大于15m,测量高为1.5m；(2) 模式的预测误差一般在2.5dB范围；(3) 该模式未考虑道路坡度和路面粗糙度引起的修正；(4) 某一类车的参考能量平均辐射声级数据必须经过严格的测试获得；(5) 模式既适用于大
10、车流量，也适用于小车流量；(6) 车在上坡时，会引起噪声增大，需进行修正（卡车上坡修正见表1）。表1卡车上坡修正坡度/%234567修正值/dB0+2+3+53.2.3 特殊情况下的预测图3特殊模式图如果预测点与车道的垂直距离小于15m或预测点位于车道的延长线上,则考虑其他预测方法。如果预测点与所考虑车道两端的最近距离仍大于15m，预测计算公式为：式中预测点与车道的近端距离；当15m时成立预测点与车道的远端距离3.3 FHWA预测模型在我国的实践美国FHWA模型产生于20多年前，主要是用于高速公路匀速车流的交通噪声预测。尽管该模型在理论上具有很强的严谨性，但模型建立时所依据的车型、路况及环境标
11、准与我国的实际情况有很大差异，而该模型由于假设条件过于理想化，使其存在许多明显的缺陷，应用在城市道路交通噪声预测中也难以保证其预测的精确度。由于影响道路交通噪声的各个因子的影响特征在不同领域、不同城市的特定路况下存在相当大的差异，所以，在我国城市道路噪声预测中常应用统计学原理来分析。北京大学的李本纲、陶澍、曹军、徐福留在FHWA模型理论公式基础上，结合实测数据，建立了适合我国城市交通、路况和环境标准的理论-统计模型。理论-统计模型如下。该模型对机动车参考噪声、车流量、车速、路面坡度、地面植被等因素对噪声的影响作了有效的预测。但该模型仅适用于距声源距离大于7.5m的情况，对于7.5m以内的道路交
12、通噪声预测，应当使用其他模型。理论-统计模型在我国得到了广泛的推广和应用，通过在北京、兰州、重庆等地的实践，理论-统计模型在实际应用中计算更简单、结果更准确。3.4 城市道路交通噪声环境影响预测未来发展趋势目前，城市道路交通噪声评价的主要手段是以预测为主、实测为辅、面向受体，即在实测基础上通过对城市不同道路交通噪声污染情况的模拟预测，来评价道路附近不同接受点的污染水平。经过多年研究，国外许多学者建立了适合本国本地区特定条件下的噪声预测模型。1999年，Thanaphan Suksaard通过对泰国Bangkok市的研究建立了适合该地区的道路交通噪声环境影响预测模型；1998年Rufin Mak
13、arevicz通过对固定和移动声源在持续和非持续时间段内的噪声研究，得出了道路交通噪声作为固定时间段内的移动声源预测模型；Martinhe Hothersall通过对比连续和非连续2种交通流的道路交通噪声预测模型，进而得出了同时考虑地面吸收和隔声屏障2种因素的交通噪声预测模型。我国学者也在该领域提出了众多见解，1989年姜海涛提出了多层递阶预报模型；1996年，吴硕贤提出了考虑街道散射的交通噪声预报模型；1998年，张继萍提出了神经网络模型；1994年陈子明提出了高架桥交通噪声预测模型；1996年，王国平提出了灰色预测模型。可见，发展适合本地区本国特定条件下噪声环境影响预测已成为必然的发展趋势
14、，通过适合本地区本国的噪声环境影响预测模型的建立，我们能更有效的对噪声影响进行预测，能更及时、更准确的提出综合的控制方法。与此同时，通过近几年的研究实践，3S（GIS、GPS、RS）技术在噪声环境影响预测方面取得了长足的进步。在我国已经建立了基于GIS的城市交通噪声环境影响评价系统。该系统将组件GIS技术与道路交通噪声预测评价模型结合，充分发挥GIS的空间数据管理及图形界面等特点，实现了交通干线噪声平均值的计算和任意路段交通噪声的预测评价，为控制、管理城市道路交通乃至整个城市声环境提供了简便有效的手段。4城市道路交通噪声防治4.1 隔声屏障一般认为，地面交通线路距离噪声敏感目标较近（70m时）
15、，环境噪声超标，可考虑设置隔声屏障。但一般认为，城市道路两侧为高层噪声敏感建筑物时，不宜采用隔声屏障（可考虑对线路进行全封闭处理）。4.1.1 隔声屏障设计原理Kurse经典公式：插入损失的计算图4声波传播路径图声波在传播途中遇到屏障时，如果屏障的尺寸大于波长，则在屏障后面形成声影区，这时由点声源绕射到声影区受声点的附加声级衰减量为：路程差与声级衰减量的关系见图5。式中N为菲涅耳数，其值为:式中由声源越过屏障上端而达到受声点的最短距离，m；声源与受声点的实际距离，m。菲涅耳数与附加声级衰减量关系见图6。令为声源绕屏障上端至受声点与声源直线至受声点的路程差。则，表3各频率噪声的衰减频率Hzf/6
16、4f/32f/16f/8f/4f/2f2f4f8f16f32f附加衰减量IL/dB566789101316192224图5路程差与声级衰减量的关系曲线图图6菲涅耳数与附加声级衰减量关系曲线4.1.2 隔声屏障设计注意事项(1) 隔声屏障的位置、高度、长度、材料、形式等应根据噪声衰减要求、隔声屏障与噪声源及受声点三者之间的相对位置，考虑城市道路的结构形式、周围环境的协调性、安全性、经济性等因素进行设计。隔声屏障高度不宜超过5.0m，需超过5.0m时可将隔声屏障上部作成折形或弧形，端部伸向道路一侧。隔声屏障的长度一般遵循接受点到屏障两端的张角为160（如图7）。图7隔声屏障长度的确定隔声屏障的高度
17、设计如图8所示。 图8隔声屏障高度的确定(2) 隔声屏障宜建于靠近道路一侧，但考虑行车安全和视野要求，隔声屏障中心线距离道路边缘应不小于2.0m。(3) 为避免噪声绕射，隔声屏障应沿噪声敏感目标两侧延伸一定长度，原则上建议为隔声屏障到受声点距离的3倍以上，不足50m，按50m长度设计。(4) 隔声屏障的噪声削减量（插入损失）应大于10dB（A）。对于声屏障的漏声问题，要做妥善的处理，否则回影响隔声屏障的噪声削减量。实践中，屏障底部安装缝处，我们先用吸声材料进行填充，然后用特殊材料密闭。而屏障间的漏声，通常我们会在漏缝后进行处理（见图9）。图9隔声屏障的漏声处理(5) 在隔声屏障面向道路的一侧安
18、装吸声材料和对隔声屏障顶端进行处理会提高屏障的隔声效果。(6) 利用地物地貌作为隔声屏障。(7) 利用计算机软件设计隔声屏障。成熟的计算软件能够计算声屏障周围实际的复杂地形地貌，包括反射、地面条件、大气条件等带来的各种修正。如sysnoise, cadna, soundplan等。4.2 绿化降噪绿化带建设应结合噪声衰减要求、路边土地利用现状、景观要求、水土保持规划等进行。设计时，绿化带宽度不宜小于10m，长度应不小于噪声敏感目标沿道路方向的长度。应根据当地自然条件选择枝繁叶茂、生长迅速的常绿植物，乔、灌、草应搭配密植。条件许可，可进行微地形处理，以增强降噪效果。图10利用地形进行降噪处理降噪
19、效果与树种搭配、种植方式、季节和绿带宽度等有关。单一的乔木林，噪声衰减大约为1dB/10m；由乔、灌、草搭配的郁闭度大的绿化带噪声衰减可以达到23dB/10m。4.3 敏感建筑物噪声防护4.3.1 建筑形式与布局地面交通线路两侧第一排建筑宜为商业建筑或其它非噪声敏感建筑物，且宜沿道路方向平行布置，以降低交通噪声对周围环境的影响。如面向道路建设噪声敏感建筑物，应间隔必要的距离，且层数不宜高，更不宜两侧相对着建设，以避免回声带来更大的噪声污染。高层塔式噪声敏感建筑物，本身受到的噪声干扰面大，且对周围噪声敏感目标不能形成声屏障保护，宜远离道路布置。城市交通干道旁居民小区平面布局形式见图11。图11城
20、市交通干道旁居民小区平面布局形式4.3.2 建筑隔声地面交通线路两侧噪声敏感建筑物户外环境噪声超标，且通过技术经济论证，认为对交通设施采取主动工程降噪措施不可行，应对噪声敏感建筑物采取有效的建筑隔声措施，双层窗交错开启是一种简便有效的措施，保证室内适宜的声环境质量。建筑隔声需合理考虑当地气候特点对通风的要求。有些情况下，要求窗兼有通风换气的功能，通风消声窗也是一种很好的选择。在噪声敏感建筑物面向道路一侧，也可以通过设置封闭阳台和外廊等方法，解决交通噪声污染问题。4.3.3 调整房间使用功能对于邻近道路的噪声敏感建筑物，应合理安排房间使用功能，以减少交通噪声干扰。例如居民住宅在面向道路一侧布置厨
21、房、卫生间等非居住用房间。但是房间使用功能的调整受建筑物朝向的影响，需要结合居室采光要求统一考虑。4.4 加强交通噪声管理4.4.1 交通管理利用交通管理手段，合理控制道路交通参数（车流量、车速、车型比例等），降低交通噪声。4.4.1.1 信号与标志通过合理设置交通信号与标志、标线，改进管理方式（如信号灯优化配时、交通信息提前告知等），科学划分车道和设置专用车道，规定适当行车速度，以提高道路通行能力，整体改善交通噪声环境。 4.4.1.2 禁鸣与限鸣严格控制机动车辆鸣笛和其它音响信号装置噪声，禁止在住宅、学校、医院及其它需要保持安静的场所附近鸣笛。4.4.1.3 禁行与限行噪声敏感目标邻近区域
22、和敏感时段，禁止重载车辆通行（车型控制）以及通过改变行车路线、设置单行道等，控制车流量（车流控制）；禁止过境货运车辆穿越城区。4.4.1.4 限速在噪声敏感目标邻近区域和敏感时段，应对道路车辆的行驶速度进行限制。4.4.2 环境管理加强对现有交通项目的管理，对地面交通线路两侧规定距离处以及噪声敏感目标处（室外或室内）达不到相应标准要求的，应要求限期治理达标加强对新建交通项目的环评审批管理，监督交通噪声污染防治措施落实情况，保证地面交通线路两侧规定距离处以及噪声敏感目标处（室外或室内）达到相应的标准要求。4.5 噪声源头削减以高噪声车辆（载重汽车、大型客车等）为重点，改进工艺、技术和装备，降低整
23、车的噪声辐射水平。重点控制道路车辆的发动机噪声、排气系统噪声（如使用高效消声器）。同时优化轮胎结构（花纹）设计降低刹车系统噪声。4.6 确定合理的防噪距离、合理利用相邻土地城市交通干线（高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路）两侧应预留必要的防噪声距离。一般情况下，高速公路两侧防噪声距离宜为80100m；一级公路、城市快速路两侧防噪声距离宜为5080m；二级公路、城市主干路两侧防噪声距离宜为3050m。防噪声距离以内区域宜进行绿化或作为交通设施、仓储设施、商业服务，或以非噪声敏感建筑物为间隔，不宜直接作为0、1类声环境功能区。对于防噪声距离内已有的噪声敏感建筑物，应进行搬迁或采取
24、其它有效的噪声污染防治措施。4.7 合理的交通规划与设计交通建设项目设计时应慎重考虑对噪声现状的改变和噪声敏感目标的保护，从线路避让、道路形式、断面与坡度三方面有效降低交通噪声对周围环境的影响。4.7.1 线路避让交通建设项目线路的选择应考虑合理避让噪声敏感目标。4.7.2 道路形式城市道路应选择合理的道路形式。经过噪声敏感目标时，应根据实际情况（如敏感建筑物层高），考虑采用高架路、高路堤或低路堑等形式；城市道路两侧高层噪声敏感建筑物较多，一般不宜建设高架道路。邻近噪声敏感目标建设立交桥，应根据实际情况，主路选择采用上跨式或下穿式；城市一般以下穿式为宜。4.7.3 断面与坡度若条件许可，城市道
25、路应尽可能采用有绿化分割带的断面型式；在经过噪声敏感目标时，不宜设计较长、较陡的坡度。5结束语噪声环境影响预测的最终目的，是根据预测噪声污染程度，采取合理有效的措施（包括规划管理和工程技术措施）对噪声进行预防和控制，这不仅对于建设项目，而且对于区域开发、环境规划乃至区域规划都具有重要意义。从技术角度来说，任何噪声问题几乎都是可以解决的，但是还需要考虑经济上和实际工作中的可行性。就目前国内外治理噪声的现状来看，大都采用隔声屏障这一基本方法，同时辅以其他措施。但隔声屏障也存在许多缺陷，首先，隔声屏障对低频噪声效果不明显；其次，隔声屏障造价高，难以大面积使用。所以合理利用地物地貌作为隔声屏障变得十分
26、实用和重要。另外，被动治理始终不是最有效的解决办法，我们应采取主动方法防治环境噪声，这时噪声环境影响预测就变得极其重要，与此同时，完善噪声立法及其相关噪声环境标准，加强噪声危害、防治方法的宣传，我们将很好的掌握噪声防治的主动权。现在，我国噪声控制技术已达国际先进水平，噪声立法和噪声环境标准日趋完善，噪声主动防治前景更加光明。我们有理由相信，随着噪声控制技术的突破、噪声环境影响预测方法的大量应用以及适合我国特定条件下的噪声预测模型的建立，同时随着人们防范意识的增加和法律法规、噪声环境标准的完善，噪声将远离我们，还生活于宁静。参考文献1 扬红伟, 孙金凤等. 噪声控制新技术与消声器设计选用及质量检
27、验标准规范实用手册M. 北京：北方工业出版社，20062 马大猷主编. 工程噪声控制学M. 北京：机械工业出版社，20023 李耀中主编. 噪声控制技术M. 北京：化学工业出版社，20014 HJ/T2.41995. 环境影响评价技术导则声环境S.5 王翠艳, 陈恩利, 马冰玉. 城市道路交通噪声控制措施J. 市政技术，2006,056 张开冉, 李国芳. 城市交通噪声影响模糊评价J. 中国公路学报，2003/16/047 李本纲, 陶澍, 曹军. 城市道路交通噪声预测理论-统计模型J.环境科学，2000/21/118 常玉林, 王炜. 城市道路交通噪声分析和预测方法研究J. 公路交通科技，2
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