京港澳高速耒宜段交通噪聲污染特征與對策研究

李 躍，周 鵬

（湖南省郴州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，湖南 郴州 423000）

京港澳高速（G4）是國家南北交通大動脈，是內(nèi)陸與粵港澳地區(qū)經(jīng)貿(mào)、人員往來的一條極其重要通道，耒（陽）宜（章）段是京港澳高速在湖南境內(nèi)最南的一段，素有湖南高速公路“南大門”之美譽(yù)，耒宜高速全長為135.372 km，采用雙向四車道，已于2001年12月28日正式開通運營。通車20 多年來，為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。京港澳高速耒宜段的規(guī)劃設(shè)計、環(huán)境影響評價均開展于20 世紀(jì)90年代中期，如今，巨大的車流量以及交通噪聲污染問題引發(fā)多方關(guān)注。大量研究已表明，長期暴露在噪聲污染中，不僅會嚴(yán)重影響人的心理健康，還會引發(fā)神經(jīng)衰弱、心血管等眾多疾病，噪聲污染對老人、兒童的傷害更為嚴(yán)重。京港澳高速耒宜段沿線村莊、集鎮(zhèn)眾多，且居住者以老人和留守兒童為主，為此，湖南省郴州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心與湖南省高速公路管理局京港澳高速耒宜管理處一同對耒宜段開展了交通噪聲監(jiān)測試驗和污染情況調(diào)查。通過監(jiān)測和調(diào)查，可以了解京港澳高速耒宜段交通噪聲的污染現(xiàn)狀和特征，為當(dāng)?shù)卣透咚俟饭芾聿块T解決交通噪聲污染問題提供參考，從而保障人民群眾的身心健康。

1 監(jiān)測要求

1.1 監(jiān)測點布設(shè)

京港澳高速耒宜段沿線200 m 范圍內(nèi)村莊較多，在京港澳高速K1745 ～K1760 區(qū)間選擇5 個具有代表性的村莊，根據(jù)村莊房屋分布，分別在離公路紅線最近、村莊中心、離公路紅線最遠(yuǎn)的房屋外各設(shè)1 個監(jiān)測點，合計15 個監(jiān)測點，其中，4a 類聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測點有5 個，2 類聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測點有10 個。各監(jiān)測點距居民房屋墻壁或窗戶1 m，距地面的高度為1.2 m，測量在無雨雪、無雷電天氣，風(fēng)速5 m/s 以下時進(jìn)行。由于各村莊的居民房屋呈無規(guī)則分布且相互間隔一定距離，因此同一村莊3 個監(jiān)測點不在同一條垂線上，各村莊布點情況如表1所示。

表1 監(jiān)測點信息

1.2 監(jiān)測方法及方案

本次監(jiān)測按《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096—2008）進(jìn)行，采用杭州愛華AWA6228+型多功能聲級計，儀器處于檢定有效期內(nèi)，經(jīng)校準(zhǔn)，精度達(dá)到《電聲學(xué) 聲級計 第1 部分：規(guī)范》（GB/T 3785.1—2010）中1 型的要求。在工作日連續(xù)監(jiān)測2 天，每天監(jiān)測4 次，晝、夜各監(jiān)測2 次，分別在車流量高峰、平峰時段監(jiān)測，各監(jiān)測點每次監(jiān)測時間為20 min，同一村莊的3 個監(jiān)測點同步監(jiān)測，同時記錄上下行線車流總量和車型。監(jiān)測時避開社會生活噪聲等噪聲的干擾，監(jiān)測因子為等效連續(xù)A 聲級（L）。為了更好地研究交通噪聲的污染特性，在平路基段K1759+100（曹氏組）道路紅線處同步開展噪聲頻率監(jiān)測。耒宜段晝間車流量高峰時段為09:00—10:30，平峰時段為15:00—16:30；夜間車流量高峰時段為22:00—23:00，平峰時段為01:00—02:00。

2 交通噪聲污染特征分析

2.1 高速公路兩側(cè)聲環(huán)境功能區(qū)類別分析

《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096—2008）規(guī)定，高速公路兩側(cè)區(qū)域執(zhí)行4a 類聲環(huán)境功能區(qū)要求，晝間環(huán)境噪聲限值為70 dB(A)，夜間環(huán)境噪聲限值為 55 dB(A)；交通干線經(jīng)過的村莊（指執(zhí)行4 類聲環(huán)境功能區(qū)要求以外的地區(qū)）可局部或全部執(zhí)行2 類聲環(huán)境功能區(qū)要求，晝間環(huán)境噪聲限值為60 dB(A)，夜間環(huán)境噪聲限值為50 dB(A)。根據(jù)《聲環(huán)境功能區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》（GB/T 15190—2014），相鄰區(qū)域為2類聲環(huán)境功能區(qū)的，距高速公路紅線35 m 內(nèi)的區(qū)域劃定為4a 類聲環(huán)境功能區(qū)。

2.2 聲環(huán)境質(zhì)量總體情況分析

監(jiān)測點在4a 類聲環(huán)境功能區(qū)的有5 個，晝間L值介于65.4 ～69.6 dB(A)，晝間4a 類聲環(huán)境功能區(qū)達(dá)標(biāo)率為100%；夜間L值介于63.7 ～67.1 dB(A)，所有L值均超過55 dB(A)的標(biāo)準(zhǔn)限值，夜間4a 類聲環(huán)境功能區(qū)達(dá)標(biāo)率為0%。

村莊中心位置的5 個監(jiān)測點晝間L值介于58.5 ～63.8 dB(A)，有2 個監(jiān)測點連續(xù)2 天4 次監(jiān)測的晝間L值大于60 dB(A)的標(biāo)準(zhǔn)限值；夜間L值介于56.6 ～60.6 dB(A)，超標(biāo)4.6 ～10.6 dB(A)，各村莊中心位置夜間噪聲超標(biāo)較嚴(yán)重。

離公路紅線最遠(yuǎn)的5 個監(jiān)測點晝間L值介于50.4 ～57.7 dB(A)，晝間全部實現(xiàn)達(dá)標(biāo)，但夜間只有K1759+100（曹氏組）L值低于50.0 dB(A)的標(biāo)準(zhǔn)限值，主要原因是監(jiān)測點距高速公路紅線121 m，經(jīng)樹木、房屋阻隔后，交通噪聲強(qiáng)度明顯下降。其余4 個監(jiān)測點夜間L值介于52.3 ～55.7 dB(A)，超標(biāo)2.3 ～5.7 dB(A)。

2.3 噪聲污染時間分析

累計百分聲級是用于評價監(jiān)測時間段內(nèi)噪聲強(qiáng)度時間統(tǒng)計分布特征的指標(biāo)，指占監(jiān)測時間段一定比例的累計時間內(nèi)A 聲級的最小值，此指標(biāo)可用來衡量噪聲污染的持續(xù)時間和嚴(yán)重程度，記為L（為比例，單位為%，這里分別取10、50 和90）。下面分別計算各監(jiān)測點的晝夜累計百分聲級。

經(jīng)分析，5 個4a 類聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測點有晝間超過標(biāo)準(zhǔn)限值，介于70.5 ～73.4 dB(A)，說明該區(qū)域晝間噪聲短時間內(nèi)有超標(biāo)情況但不嚴(yán)重；夜間超過標(biāo)準(zhǔn)限值6.0 dB(A)，說明該區(qū)域夜間90%的時間是超標(biāo)的且較嚴(yán)重。

5 個村莊中心位置晝間超過標(biāo)準(zhǔn)限值，介于61.6 ～66.5 dB(A)，但值小于60.0 dB(A)，說明該區(qū)域晝間噪聲存在短時間超標(biāo)現(xiàn)象。夜間值全部大于50.0 dB(A)的標(biāo)準(zhǔn)限值，說明該區(qū)域夜間受到持續(xù)的交通噪聲污染。

5 個遠(yuǎn)端監(jiān)測點中，K1759+100（曹氏組）晝、夜間的值都小于標(biāo)準(zhǔn)限值，說明120 m 以外區(qū)域受交通噪聲影響較小，聲環(huán)境質(zhì)量較好；其余4 個監(jiān)測點晝、夜間的值都大于標(biāo)準(zhǔn)限值，但晝、夜間的、值都小于標(biāo)準(zhǔn)限值，表明此區(qū)域晝夜間偶有噪聲超標(biāo)現(xiàn)象，但持續(xù)時間較短。

2.4 車流狀況與噪聲的相關(guān)性分析

耒宜段是京港澳高速最繁忙的一段，在噪聲監(jiān)測期間，同步記錄20 min 內(nèi)的車流量及車型。晝夜間大型車車流量變化不大，20 min 內(nèi)，平均為230 輛，中小型車車流量在晝夜間變化大，晝間平均為260 輛，夜間平均為40 輛。總體來看，同一監(jiān)測點L晝間比夜間略高，車流量晝間比夜間要高，體現(xiàn)出L值與車流量變化有高度的同步性。分析發(fā)現(xiàn)，晝夜間中小型車車流量相差很大，但是各測點的晝夜間L值變化幅度較小，主要原因是大型車車流量在各時段較接近，其是交通噪聲的主要貢獻(xiàn)者。由于京港澳高速耒宜段車流量趨于飽和，在一定程度上限制了各類型車的行駛速度，各類型車產(chǎn)生的交通噪聲強(qiáng)度也較穩(wěn)定，在路肩處測量單輛車通過時的源強(qiáng)噪聲，經(jīng)多組數(shù)據(jù)比對分析，無論是L值還是最大A 聲級，大型車均比中小型車至少高出6 dB(A)，大型車的噪聲貢獻(xiàn)值遠(yuǎn)大于中小型車。京港澳高速耒宜段大型車以大型掛車為主，體積龐大，行駛過程中產(chǎn)生的噪聲巨大。通過分析及實際監(jiān)測，在京港澳高速耒宜段目前交通狀況下，噪聲污染的主要貢獻(xiàn)者為大型車。

2.5 交通噪聲頻譜分析

通過杭州愛華AWA6228+型多功能聲級計監(jiān)測噪聲的頻譜，并計算監(jiān)測點各頻段聲壓級能量占總能量的比重，其計算方法參考相關(guān)文獻(xiàn)。經(jīng)計算，晝間、夜間時段各頻段聲壓級能量在總能量中的占比率如圖1 所示。京港澳高速耒宜段晝夜間的頻譜能量占比率曲線較接近，晝間高頻段能量占比率比夜間略高，夜間中低頻段能量占比率比夜間高，但晝夜間譜頻能量主要分布在中低頻段，低頻63 Hz 處的占比率最高，充分說明耒宜段交通噪聲以中低頻為主。由于中小型車行駛中產(chǎn)生的噪聲為中、高頻，而大型車噪聲總體為低頻，因此大型車是耒宜段交通噪聲的主要貢獻(xiàn)者，此結(jié)論與之前在路肩處測量單輛車通過時根據(jù)源強(qiáng)噪聲得出的結(jié)論一致。掌握噪聲譜頻特性，統(tǒng)計分析噪聲能量分布，有助于噪聲防治。

圖1 晝夜間譜頻能量的占比率曲線

3 交通噪聲污染防治措施

3.1 盡快啟動京港澳高速耒宜段擴(kuò)容工程

廣東境內(nèi)的京港澳高速和樂（昌）廣（州）高速在湘粵交界處交匯，由于路網(wǎng)對接的不一致，進(jìn)入湖南境內(nèi)后，兩條路交會成一條路，并且由雙向六車道變成雙向四車道，使耒宜段成為京港澳高速最堵車的一段，特別是重大節(jié)期日期間，交通事故頻發(fā)，上下行線經(jīng)常大面積擁堵，因此實施耒宜段擴(kuò)容工程迫在眉睫。擴(kuò)容工程宜采用復(fù)線形式，更好地對接京港澳高速粵北段和樂廣高速粵北段，以分散車流量。

3.2 鋪設(shè)低噪聲的瀝青路面

目前，耒宜段一些路段仍是鋼筋混凝土路面，將現(xiàn)有路面改為低噪聲瀝青路面，可有效降低交通噪聲。低噪聲瀝青路面有多孔隙瀝青路面、橡膠瀝青路面、瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）路面等。橡膠瀝青路面、SMA路面適用于重型車行駛且降噪效果較好，是京港澳高速耒宜段的不錯選擇。

3.3 環(huán)保搬遷

京港澳高速耒宜段設(shè)計、建設(shè)始于20 世紀(jì)90年代中期，當(dāng)時對交通噪聲污染的認(rèn)識和預(yù)見性不夠，致使噪聲污染防治措施較少。鑒于耒宜段目前的交通噪聲污染程度，建議將4a 類聲環(huán)境功能區(qū)的居民靠后安置，遠(yuǎn)離公路。

3.4 安裝聲屏障

京港澳高速耒宜段交通噪聲以中低頻為主，中低頻噪聲波長比較大，為了起到較好的減噪效果，應(yīng)盡量使屏障靠近聲源且高度不宜低于2.5 m，宜選用墻磚、金屬板、透明板、混凝土板作為聲屏障材料。聲屏障占地、投入少，降噪效果較好。

3.5 在居民區(qū)安裝隔聲玻璃窗

隔聲玻璃窗可以有效阻隔噪聲，這種方法應(yīng)用比較普遍，效果也不錯。例如，中空玻璃在關(guān)窗的情況下可以降低18 ～20 dB(A)的噪聲，還有節(jié)能保暖的功效。

4 結(jié)論

本研究對京港澳高速K1745 ～K1760 區(qū)間的5個代表性村莊進(jìn)行了噪聲監(jiān)測試驗。分析結(jié)果表明，公路兩側(cè)100 m 范圍內(nèi)的4a 類、2 類聲環(huán)境功能區(qū)晝間聲環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)率較高，但夜間聲環(huán)境質(zhì)量較差；耒宜段交通噪聲的主要源頭為大型車，交通噪聲以中低頻為主。由于公路兩側(cè)100 m 范圍內(nèi)的夜間交通噪聲污染問題比較突出，為了保障人民群眾尤其是老年人、留守兒童的身心健康，應(yīng)采取相應(yīng)的防治措施。