復(fù)合型道路交通噪聲鉛垂向分布特點(diǎn)及影響因素

馮喆文

摘要：指出了在復(fù)合型道路交通噪聲鉛垂向預(yù)測(cè)過程中，只考慮高架橋橋面和防撞欄遮擋因素的前提下，低樓層聲場(chǎng)主要受建筑立面與道路形成的混響聲場(chǎng)的積聚影響，而高樓層聲場(chǎng)的影響因素主要為交通噪聲的幾何發(fā)散衰減，因此將導(dǎo)致交通噪聲在垂向建筑物上分布最大值并非出現(xiàn)在最底層，同時(shí)交通噪聲垂向分布圖的形狀將呈現(xiàn)出2個(gè)峰值的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：復(fù)合型道路；高架；輔道；鉛垂向

中圖分類號(hào)： X593

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 16749944（2015）06024803

1 引言

高架復(fù)合型道路是由上層高架道路與下層地面輔道共同組成的立體交通道路系統(tǒng)，是改善城市交通擁堵的有效措施之一。我國從20世紀(jì)80年代開始興建這種復(fù)合型道路，該道路形式雖然大大提高了車輛的通過率，有效緩解了城市交通堵塞，但由于車流量急劇增加并集中分布，使得道路空間的交通噪聲聲場(chǎng)分布與普通型道路相比發(fā)生了較大的變化，給道路兩側(cè)建筑帶來了較為嚴(yán)重的噪聲污染。因此，分析總結(jié)高架復(fù)合型道路聲場(chǎng)的分布特點(diǎn)及其影響因素具有重要的意義。

2 項(xiàng)目基本概況

本文以福州金山大橋北引橋段的復(fù)合型道路作為案例。道路斷面形式如下：高架橋?yàn)殡p向6車道，橋?qū)?7.5m，左右輔道均為單向兩車道，路寬11m；高架橋橋面離地面高度5.0m；高架橋設(shè)計(jì)行車速度為50km/h，輔道設(shè)計(jì)行車速度為40km/h，道路斷面形式見圖1。

圖1 復(fù)合型道路斷面

3 相關(guān)預(yù)測(cè)模式

根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—聲環(huán)境》（HJ2.4-2009）中的交通噪聲預(yù)測(cè)模式進(jìn)行預(yù)測(cè)。

（1）第i類車等效聲級(jí)的預(yù)測(cè)模式：

式中：Leq（h）i為第i類車的小時(shí)等效聲級(jí)，dB（A）；（LOE）i為第i類車速度為Vi，km/h；水平距離為7.5m處的能量平均A聲級(jí)，dB（A）；Ni為晝間、夜間通過某個(gè)預(yù)測(cè)點(diǎn)的第i類車平均小時(shí)車流量，輛/h；r為從車道中心線到預(yù)測(cè)點(diǎn)的距離，m；Vi為第i類車的平均車速，km/h；T為計(jì)算等效聲級(jí)的時(shí)間，1h；Ψ1、Ψ2為預(yù)測(cè)點(diǎn)到有限長(zhǎng)路段兩端的張角，弧度；ΔL為由其他因素引起的修正量，dB（A）。

注：7.5m處為中國機(jī)動(dòng)車交通噪聲源強(qiáng)測(cè)試的基本考核點(diǎn)。

（2）總車流量等效聲級(jí)為：

Leq（T）=101g100.1Leq（h）大+100.1Leq（h）中+100.1Leq（h）小。

4 預(yù)測(cè)相關(guān)參數(shù)

（1）環(huán)評(píng)預(yù)測(cè)年限：公路竣工投入運(yùn)營(yíng)后第1年（近期）、第7年（中期）和第15年（遠(yuǎn)期）；

（2）預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)車速：高架橋設(shè)計(jì)行車速度為50km/h，輔道設(shè)計(jì)行車速度為40km/h；

（3）路面結(jié)構(gòu)形式：引橋路面均采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。

5 預(yù)測(cè)前置條件

（1）高架防撞欄為60cm高的實(shí)心混凝土結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)小型聲屏障，預(yù)測(cè)過程要考慮該插入損失；

（2）在計(jì)算路面反射聲疊加過程中，考慮反射聲被車底遮擋等因素，本預(yù)測(cè)取聲源可反射聲的入射角50°<θ<85°，當(dāng)入射角小于50°的反射聲將被車底遮擋；

（3）由于高架橋橋墩為間隔設(shè)置，且間距大，因此本預(yù)測(cè)不考慮高架橋橋墩對(duì)噪聲的遮擋衰減；

（4）本環(huán)評(píng)模擬分析道路運(yùn)營(yíng)中期預(yù)測(cè)年輔道紅線外5.0m處第一排建筑物分析垂向聲場(chǎng)分布情況。

6 交通量換算

6.1 可研標(biāo)準(zhǔn)車車流量

由于可研報(bào)告中給出的預(yù)測(cè)年與環(huán)評(píng)預(yù)測(cè)年不完全吻合，因此需根據(jù)工可中各預(yù)測(cè)年“標(biāo)準(zhǔn)車車流量”的年增長(zhǎng)率，換算環(huán)評(píng)預(yù)測(cè)年中期（2022年）的“標(biāo)準(zhǔn)車車流量”，詳見表1。

6.2 環(huán)評(píng)絕對(duì)車流量

6.2.1 工可車型折算系數(shù)

根據(jù)交通運(yùn)輸部印發(fā)《關(guān)于調(diào)整公路交通情況調(diào)查車型分類及折算系數(shù)的通知》（廳規(guī)劃字[2010]205號(hào)），可研車型折算系數(shù)為中小客、小貨=1，中貨、大客=1.5，大貨=3，特大貨、集裝箱=4、摩托車=1、拖拉機(jī)=4，車型折算系數(shù)見表2。

6.2.2 車型比

本項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期車型以小型車為主，小型車比例為75%、中型車比例為22%、大型車比例為3%。

6.2.3 車流晝夜比

項(xiàng)目區(qū)車流晝夜比為80：20，工可中晝夜比的含義為白天12h的車流量與夜間12h車流量的比值，其中白天指8：00～20：00。

6.2.4 環(huán)評(píng)絕對(duì)車流量

環(huán)評(píng)中晝夜為：晝間（6：00～22：00），夜間（22：00～次日6：00），晝間長(zhǎng)16h，夜間長(zhǎng)為8h。因此，在交通噪聲預(yù)測(cè)過程中，需將工可中統(tǒng)計(jì)的夜間4h車流量折算到晝間，計(jì)算得到環(huán)評(píng)絕對(duì)車流量，見表3。

7 預(yù)測(cè)方法

（1）采用復(fù)合交通計(jì)算方法分別計(jì)算高架橋主道和左、右輔道交通噪聲對(duì)各預(yù)測(cè)點(diǎn)的貢獻(xiàn)值，進(jìn)而采用能量疊加方法計(jì)算各預(yù)測(cè)點(diǎn)交通噪聲的總貢獻(xiàn)值，其中充分考慮直達(dá)聲和反射聲在傳播途徑過程中的衰減因素，如高架橋橋體和防撞欄遮擋影響等。

（2）在考慮路面反射疊加過程中，同時(shí)考慮各車型車體本身的阻擋作用，預(yù)測(cè)結(jié)果在考慮上述內(nèi)容過程中，由交通噪聲直達(dá)聲和反射聲結(jié)果疊加獲得不同高度的預(yù)測(cè)點(diǎn)鉛垂向預(yù)測(cè)貢獻(xiàn)值。

8 預(yù)測(cè)結(jié)果

該復(fù)合型道路營(yíng)運(yùn)中期（2022年），位于輔道紅線外5.0m處第一排建筑物在鉛垂向不同高度上受交通噪聲影響預(yù)測(cè)結(jié)果見表4，交通噪聲傳播示意圖見圖2，鉛垂向交通噪聲分布圖見圖3。

由圖2中可以看出，以樓層為例（設(shè)層高為3m），第1層由于位于高架橋的聲影區(qū)，并且不受左側(cè)輔道反射聲影響，因此受交通噪聲影響最??；其2～5層聲級(jí)相對(duì)較高，5層以上隨著樓層的增高其影響聲級(jí)呈遞減走勢(shì)，表明2～5層受路面發(fā)射聲的疊加影響較大，其中以5層最為突出，聲級(jí)最高。

圖3 復(fù)合型道路交通噪聲鉛垂向曲線

9 結(jié)論

通過對(duì)福州金山大橋北引橋段的復(fù)合型道路鉛垂向交通噪聲影響預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，可得出以下結(jié)論。

（1）由圖3可以看出，由于受到高架橋和輔道直達(dá)聲疊加，以及各車道反射聲的疊加和高路堤兩側(cè)聲影區(qū)附加衰減等多因素的共同影響，導(dǎo)致交通噪聲貢獻(xiàn)值鉛垂向分布圖將會(huì)呈現(xiàn)出2個(gè)峰值的特點(diǎn)，且交通噪聲在垂向建筑物上分布最大值并非出現(xiàn)在最底層，本項(xiàng)目最大值出現(xiàn)在建筑物第5層；

（2）由圖2中可以得出，在復(fù)合型道路交通噪聲豎向預(yù)測(cè)過程中，只考慮高架橋橋面和防撞欄遮擋因素的前提下，低樓層聲場(chǎng)主要受建筑立面與道路形成的混響聲場(chǎng)的積聚影響，而高樓層聲場(chǎng)的影響因素主要為交通噪聲的幾何發(fā)散衰減，因此在低層段（1～5層），地面道路影響大于高架道路，而在高層段（6層及以上），高架道路的影響起決定作用。

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