城市快速路交通噪聲分布特征及污染現(xiàn)狀

過偉，管雪，嚴(yán)景超，孫偉，彭宇，蘇首煒

(無錫市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 無錫 214000)

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城市快速路交通噪聲分布特征及污染現(xiàn)狀

過偉，管雪，嚴(yán)景超，孫偉，彭宇，蘇首煒

(無錫市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 無錫 214000)

為了解快速路交通噪聲的分布特征及污染現(xiàn)狀，對城市快速路的交通噪聲進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果表明，噪聲隨車流量的增大而升高，同時受車輛類型等其他因素的影響；隨著與快速路水平距離的增大，交通噪聲值呈下降趨勢，特別是在距離快速路路沿前40 m內(nèi)噪聲衰減尤為明顯；距高架道路不同水平距離處的噪聲聲場垂直分布規(guī)律基本一致，但距離高架道路較遠(yuǎn)處的敏感建筑物噪聲值最高點樓層有所上移；快速路旁噪聲敏感點交通噪聲超標(biāo)情況嚴(yán)重。

城市快速路；交通噪聲；分布特征

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加深，由此也帶來了居民汽車保有量的不斷增加，城市交通擁堵狀況日益嚴(yán)重[1]。為緩解日益加重的城市交通壓力，給居民出行帶來便利，許多城市紛紛在市區(qū)中外圍修建城市快速路。根據(jù)《城市規(guī)劃基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50280-1998)，城市快速路定義如下：城市道路中設(shè)有中央分隔帶，具有4條以上機動車道，全部或部分采用立體交叉與控制出入，供汽車以較高速度行駛的道路，又稱汽車專用道。城市快速路的設(shè)置，起到了聯(lián)系城市內(nèi)各主要地區(qū)、溝通對外聯(lián)系的作用。然而，此種道路型式可供汽車以較高速度行駛，車流量亦較大，使得城市快速路的交通噪聲污染日益凸顯，分布在道路兩側(cè)的敏感點噪聲污染愈加嚴(yán)重，投訴日益增多。城市快速路的噪聲污染已經(jīng)成為城市發(fā)展過程中一個不容忽視的問題。研究城市快速路兩側(cè)的噪聲污染現(xiàn)狀及其交通噪聲變化、衰減規(guī)律，對這種道路型式的噪聲預(yù)測和降噪措施選擇具有重要意義，亦可為城市規(guī)劃部門的交通規(guī)劃提供參考依據(jù)。

通過對城市快速路典型路段的交通噪聲現(xiàn)狀監(jiān)測，分析噪聲隨車流量的變化規(guī)律，以及噪聲在水平和垂直方向的分布特征，同時了解交通噪聲對道路兩側(cè)噪聲敏感建筑物的影響情況，并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行功能區(qū)噪聲達(dá)標(biāo)評價，在以上監(jiān)測分析的基礎(chǔ)上，初步提出可以采取的降噪措施[2-3]。

1 噪聲監(jiān)測路段概況

根據(jù)研究需要和實地調(diào)查情況，在無錫市選取了2個噪聲監(jiān)測路段，分別為“快速內(nèi)環(huán)西段”和“快速內(nèi)環(huán)新區(qū)段”。在“快速內(nèi)環(huán)西段”進(jìn)行“交通噪聲隨車流量的變化規(guī)律”和“交通噪聲在水平方向的分布特征研究”，在“快速內(nèi)環(huán)新區(qū)段”則進(jìn)行“交通噪聲在垂直方向的分布特征研究”，同時評價以上監(jiān)測對象的噪聲達(dá)標(biāo)情況。

快速內(nèi)環(huán)西段采用地面型式，雙向六車道，路面狀況良好。此快速路段兩側(cè)一定距離范圍內(nèi)無建筑物遮擋，便于進(jìn)行噪聲在水平方向的衰減研究布點?？焖賰?nèi)環(huán)新區(qū)段采用高架+地面型式，高架道路和橋下地面道路均為雙向六車道，道路路幅總寬26 m，高架橋道路路面距地高度為8.5 m。橋面、橋下車流通暢，所監(jiān)測高架路段無聲屏障。所選取的某小區(qū)兩幢高層建筑均屬快速路旁第一排敏感建筑，其北立面距離高架橋道路中心線分別為148和 77 m，建筑高30層，層高2.8 m。

2 結(jié)果分析

2.1 道路交通噪聲隨車流量的變化規(guī)律

對快速路噪聲進(jìn)行24 h連續(xù)監(jiān)測，測得全天各小時等效聲級Leq，并同步記錄道路全天各小時車流量(大型車、小型車)。監(jiān)測結(jié)果見圖1—3。

圖1 噪聲、車流量時間分布特性

圖2 噪聲隨車流量變化示意

圖3 車流量24 h監(jiān)測結(jié)果

由圖1可見，一般情況下，交通噪聲和車流量隨時間的變化趨勢基本一致。兩者在晝間08:00和晝間17:00左右同時抵達(dá)曲線波峰，車流量較大，噪聲級較高；在晝間13:00和夜間04:00左右跌至曲線波谷，車流量較小，噪聲級較低。

圖2與圖1所得結(jié)論一致。由圖2和圖3可知，道路通行車輛以小型車為主，交通噪聲隨車流量的增加而升高，但受總車流量中大車所占比例以及車速等因素影響，亦可能出現(xiàn)局部車流量小，噪聲反而大的情況。圖2曲線中存在一明顯突變點，其對應(yīng)車流量為3 135輛/h，僅為最大車流量6 996 輛/h 的1/2，但其大型車流量為303輛/h，屬全天最大值，因此該突變點噪聲值高達(dá)74.3 dB(A)，僅低于全天最大車流量6 996輛/h對應(yīng)之噪聲值75.1 dB(A)。

綜上所述，噪聲隨車流量的增大而升高，同時受車輛類型等其他因素的影響。

2.2 交通噪聲在水平方向的分布特征

噪聲水平分布監(jiān)測點選在快速內(nèi)環(huán)西段北側(cè)一空曠場地內(nèi)，共設(shè)6個噪聲監(jiān)測點，各測點距車行道路沿分別為0、20、40、60、80和100 m。記錄各測點的全天24 h等效聲級Leq、晝間等效聲級Ld和夜間等效聲級Ln。

晝間等效聲級和夜間等效聲級隨水平距離增加的變化趨勢見圖4。

圖4 交通噪聲水平分布規(guī)律

由圖4可見，隨著與快速路水平距離的增大，各測點的噪聲值呈下降趨勢，特別在距離快速路路沿前40 m內(nèi)噪聲衰減尤為明顯。晝間等效聲級Ld：距行車道路沿0～40 m的衰減量為11.3 dB(A)，40～100 m的衰減量為4.5 dB(A)，0～100 m的總衰減量為15.8 dB(A)；夜間等效聲級Ln：距行車道路沿0～40 m的衰減量為11.2 dB(A)，40～100 m的衰減量為4.5 dB(A)，總衰減量為15.7 dB(A)。

2.3 交通噪聲在垂直方向的分布特征

高架橋交通噪聲與普通交通噪聲的最大區(qū)別在于，前者是高架橋道路和橋下道路都行駛有車輛，噪聲在垂直方向上的分布可認(rèn)為是2條線聲源疊加后所形成的特殊聲場。且由于這種高架橋-地面復(fù)合立體式結(jié)構(gòu)會形成特殊的聲屏障和聲反射效應(yīng)，高架橋下橋面會對橋下兩側(cè)行駛車輛產(chǎn)生的噪聲造成反射而使噪聲增強，所以較普通道路的交通噪聲聲場更為復(fù)雜[1，4]。

交通噪聲垂直分布監(jiān)測點位設(shè)于建筑物面向高架橋的北側(cè)立面不同樓層(2、4、7、10、13、16、19、22和25層)。記錄各測點全天24 h等效聲級Leq、晝間等效聲級Ld和夜間等效聲級Ln(由于儀器原因，距道路中心線148 m處敏感建筑2和16層未獲得有效監(jiān)測數(shù)據(jù))。

2.3.1 距道路中心線77 m交通噪聲垂直分布特征

圖5為晝間等效聲級和夜間等效聲級的垂直方向變化趨勢。由圖5可見，距高架道路中心線77 m處噪聲的垂直分布具有很好的規(guī)律性。2層噪聲較小，從2—10層，測點噪聲值隨樓層高度增加而升高，10層達(dá)到噪聲最大值，10層以上測點噪聲值隨高度增加在波動中略有下降，噪聲衰減不明顯。從建筑物2—10層，晝間等效聲級Ld和夜間等效聲級Ln分別升高了4.9和 5.5 dB(A)；10—25層，Ld和Ln的衰減量分別為1.3和2.0 dB(A)。對比最低樓層2層和最高樓層25層的監(jiān)測數(shù)據(jù)，噪聲值總體呈現(xiàn)上升趨勢，從2—25層，Ld和Ln各升高了3.6和 3.5 dB(A)。

2.3.2 距道路中心線148 m交通噪聲垂直分布特征

隨著距高架道路水平距離的增加，建筑物敏感點特別是高樓層納聲范圍變廣，進(jìn)而造成建筑物的交通噪聲垂直方向分布規(guī)律所受影響因素更為復(fù)雜；同時，隨著高架道路與敏感點距離的增加，高架道路對噪聲垂直傳播的影響程度也會逐漸減弱[5]，因此，距高架道路較遠(yuǎn)處的交通噪聲垂直分布規(guī)律性也必將較差。在分析距道路中心線148 m處建筑物的交通噪聲垂直分布規(guī)律時，將主要看其大的趨勢。

圖6為晝間等效聲級和夜間等效聲級的垂直方向變化趨勢。由圖6可見，距高架道路中心線148 m處噪聲的垂直分布呈現(xiàn)以下規(guī)律：低層4和7層噪聲較小，從7—19層，測點噪聲值隨樓層高度增加在波動中緩慢上升，19層達(dá)到噪聲最大值，19層以上測點噪聲值隨高度增加在波動中略有下降，噪聲衰減不明顯。由圖6可知，從建筑物7—19層，晝間等效聲級Ld和夜間等效聲級Ln各升高了1.5和3.4 dB(A)；19—25層，Ld衰減量為0.6 dB(A)，Ln衰減量僅為0.1 dB(A)。對比低樓層4層和最高樓層25層的監(jiān)測數(shù)據(jù)，噪聲值總體呈現(xiàn)上升的趨勢。由于晝間低層測點受小區(qū)地面綠化施工等因素影響，晝間等效聲級上升趨勢不明顯，從4—25層，Ld僅升高了0.9 dB(A)，Ln則升高了3.3 dB(A)。

圖6 距道路中心線148 m交通噪聲垂直分布規(guī)律

2.3.3 距道路中心線77和148 m交通噪聲垂直分布特征比較

(1)距高架道路不同水平距離處的噪聲聲場垂直方向分布規(guī)律基本一致，呈現(xiàn)低層噪聲較小，隨著樓層高度增加，噪聲級逐漸增大，在某一高度(距離道路中心線77 m樓層為10層，距離道路中心線148 m樓層為19層)噪聲級達(dá)到最大值后，隨樓層高度再增加，噪聲值在波動中反而略有下降；對比最低測點樓層和最高測點樓層的監(jiān)測數(shù)據(jù)，噪聲值總體呈現(xiàn)上升趨勢。

(2)不同之處為，距離高架道路較遠(yuǎn)處的交通噪聲垂直方向分布規(guī)律性較差，此外，其噪聲值最高點樓層由距離道路中心線77 m處的10層升高至148 m處的19層。

2.4 敏感點噪聲達(dá)標(biāo)評價

依據(jù)《城市區(qū)域環(huán)境噪聲適用區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(GB/T 15190-1994)和《無錫市聲環(huán)境功能區(qū)劃》，所涉及監(jiān)測對象除“快速內(nèi)環(huán)西段距車行道路沿0和20 m測點”所屬功能區(qū)為4類區(qū)外，其余測點均屬2類區(qū)。依據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3096-2008)，2類聲環(huán)境功能區(qū)噪聲限值為晝間60 dB(A)、夜間50 dB(A)，4類聲環(huán)境功能區(qū)為晝間70 dB(A)、夜間55 dB(A)。依據(jù)此噪聲標(biāo)準(zhǔn)，對快速內(nèi)環(huán)西段和新區(qū)段的噪聲監(jiān)測點位進(jìn)行晝夜噪聲達(dá)標(biāo)評價。

2.4.1 快速內(nèi)環(huán)西段水平方向測點噪聲達(dá)標(biāo)評價

圖7為快速內(nèi)環(huán)西段6個水平方向監(jiān)測點位(距車行道路沿分別為0、20、40、60、80和100 m)全天24 h噪聲達(dá)標(biāo)情況。由圖7可見，距道路路沿0和20 m處所屬功能區(qū)為4類，全天噪聲達(dá)標(biāo)率分別為12.5%和79%。隨著距道路路沿水平距離的增加，噪聲功能區(qū)由4類變?yōu)?類，40 m處達(dá)標(biāo)率為38%，60和80 m處達(dá)標(biāo)率達(dá)70%以上，100 m 處達(dá)標(biāo)率為92%。總體而言，隨著距道路路沿水平距離的增加，噪聲達(dá)標(biāo)率逐漸上升。

圖7 快速內(nèi)環(huán)西段水平方向測點噪聲24 h監(jiān)測結(jié)果

2.4.2 快速內(nèi)環(huán)新區(qū)段垂直方向測點噪聲達(dá)標(biāo)評價

高架復(fù)合道路交通車流量大，上層車速快，并且上下兩層道路上的噪聲經(jīng)反射和疊加，其交通噪聲對臨街建筑的影響比較大[2]。監(jiān)測結(jié)果表明，快速內(nèi)環(huán)新區(qū)段距離道路中心線77和148 m處垂直方向各測點超標(biāo)情況均比較嚴(yán)重。

2.4.2.1 距道路中心線77 m垂直方向測點噪聲達(dá)標(biāo)評價

圖8為快速內(nèi)環(huán)新區(qū)段距離高架橋道路中心線77 m處敏感建筑物不同樓層(2、4、7、10、13、16、19、22和25層)噪聲監(jiān)測點全天24 h噪聲達(dá)標(biāo)情況。由圖8可見，各樓層測點24 h噪聲全部超標(biāo)。

圖8 距離道路中心線77 m垂直方向測點噪聲24 h監(jiān)測結(jié)果

2.4.2.2 距道路中心線148 m垂直方向測點噪聲達(dá)標(biāo)評價

圖9為快速內(nèi)環(huán)新區(qū)段距離高架橋道路中心線148 m處敏感建筑物不同樓層(4、7、10、13、19、22和25層)噪聲監(jiān)測點全天24 h噪聲達(dá)標(biāo)情況。由圖9可見，除13層以下樓層在個別時間點噪聲達(dá)到功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)外，各樓層測點全天噪聲基本全部超標(biāo)。

圖9 距離道路中心線148 m垂直方向測點噪聲24 h監(jiān)測結(jié)果

3 結(jié)論與建議

(1)噪聲隨車流量增大而升高，同時受車輛類型等因素的影響。

(2)通過對交通噪聲水平方向分布特征監(jiān)測研究表明，隨著與快速路水平距離的增大，噪聲值呈下降趨勢，特別是在距離快速路路沿前40 m內(nèi)噪聲衰減尤為明顯。

(3)通過對交通噪聲垂直分布規(guī)律的監(jiān)測分析可知，距高架道路不同水平距離處的噪聲聲場垂直分布規(guī)律基本一致，呈現(xiàn)低層噪聲較小，隨著樓層增加，噪聲級增大至最大值后，在波動中反而略有下降的特點；對比最低和最高測點樓層監(jiān)測數(shù)據(jù)，噪聲值總體呈上升趨勢。不同之處為，距離高架道路較遠(yuǎn)處的敏感建筑物交通噪聲垂直分布規(guī)律性較差，噪聲值最高點樓層有所上移。

(4)依據(jù)聲環(huán)境功能區(qū)環(huán)境噪聲限值標(biāo)準(zhǔn)，快速內(nèi)環(huán)西段水平方向測點，隨著與路沿水平距離的增加，噪聲達(dá)標(biāo)率逐漸上升；快速內(nèi)環(huán)新區(qū)段垂直方向各測點超標(biāo)情況均較嚴(yán)重。

(5)由敏感點噪聲達(dá)標(biāo)評價可知，快速路旁噪聲敏感點交通噪聲超標(biāo)情況嚴(yán)重，城市快速路在給出行帶來便利的同時亦給城市居民的工作生活帶來了不利影響。

交通噪聲控制是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須綜合多方面因素治理，從噪聲源、傳播途徑和接受者3個方面來改善交通噪聲對環(huán)境的影響，以解決噪聲擾民的問題。目前控制公路交通噪聲比較有效的措施主要有：開發(fā)研制低噪聲車輛和低噪聲路面；增加道路兩側(cè)的防噪、減噪設(shè)施，如架設(shè)聲屏障；合理選線和規(guī)劃布局，使建筑物與道路保持合理的距離；增加綠化帶作為聲屏障；建筑降噪，安裝隔聲門窗等等[6-8]。而對于采用哪一種措施更具效果，則要根據(jù)實際情況做具體分析。

[1] 仝紀(jì)龍，袁九毅，郭志亮，等. 高架橋-地面復(fù)合型道路交通噪聲的分析[J]. 甘肅環(huán)境研究與監(jiān)測，2003， 16(4):297-306.

[2] 仇豐，施麗莉. 高架復(fù)合道路交通噪聲時空分布規(guī)律研究[J]. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2009，21(3):62-64.

[3] 汪健偉，劉盛萍，程英. 合肥市金寨路高架橋交通噪聲分布規(guī)律研究[J]. 安徽化工，2011，37(5):68-70.

[4] 彭蔭來，廖宇強，梅立永，等. 城市典型高架復(fù)合道路交通噪聲污染模擬及防治對策[J]. 環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2010，2(6):18-21.

[5] 郝強，朱建雯，黃韶華.高架橋路段敏感點噪聲影響分析[J]. 農(nóng)業(yè)與科技，2012，32(4):161-162.

[6] 張岸亭，莊義婷.高架橋和立交橋的噪聲污染與防治[J]. 環(huán)境科學(xué)研究，2005，18(6):120-125.

[7] 陳瑩.高架橋周邊居民區(qū)聲環(huán)境的現(xiàn)狀研究[J]. 綠色科技，2012(9):189-190.

[8] 單永體，李祝龍，袁衛(wèi)寧，等.低噪聲路面降噪效果研究[J]. 環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2011，3(2):45-50.

欄目編輯 李文峻 周立平

Study on the Traffic Noise Distribution Characteristics and Pollution Status of Urban Freeway

GUO Wei,GUAN Xue,YAN Jing-chao,SUN Wei,PENG Yu,SU Shou-wei

(WuxiEnvironmentalMonitoringCenter,Wuxi,Jiangsu214000,China)

Through the traffic noise monitoring of urban freeway, the noise distribution characteristics and pollution status were studied. The results showed that the traffic noise increased with the increase of traffic flow, and at the same time it was affected by other factors such as the types of vehicles. Traffic noise decreased with increasing horizontal distance from freeway, especially within the distance of the first 40 meters from the freeway edge. The vertical distribution rule of the traffic noise was basically similar at different horizontal distances from freeway, but the floor having the maximum noise value was higher in the more distant building. The noise of the sensitive points along freeway exceeded the environmental quality standard for noise severely.

Urban freeway; Traffic noise; Distribution characteristics

2015-04-17；

2015-05-29

過偉(1972—)，男，高級工程師，本科，從事環(huán)境監(jiān)測工作。

X593

B

1674-6732(2015)04-0047-05