城市道路交通噪聲研究
——以青島市松嶺路為例

彭 鏡，包 涵

(1.重慶交通大學(xué) 交通運輸學(xué)院，重慶 沙坪壩 400074；2.重慶長安汽車股份有限公司，重慶 沙坪壩 400023)

近年來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，軌道交通等道路建設(shè)也逐漸完善，噪聲污染也隨之嚴重。在2021年全國城市噪聲監(jiān)測中，達到晝間區(qū)域聲環(huán)境質(zhì)量一級的城市僅有14個占4.3%[1]，城市道路交通噪聲是城市噪聲的主要來源，約占整個城市噪聲系統(tǒng)的70%左右[2]。交通噪聲帶來的危害不容忽視，研究發(fā)現(xiàn)交通噪聲會對神經(jīng)系統(tǒng)、心理健康和心血管系統(tǒng)等方面均產(chǎn)生影響[3]。為降低交通噪聲帶來的傷害，國內(nèi)外展開了相關(guān)研究探索城市交通噪聲的來源和規(guī)律，杜軍等研究發(fā)現(xiàn)城市立交橋引起的噪聲是城市交通噪聲最主要噪聲污染源之一[4]；胡喬木[5]發(fā)現(xiàn)機動車數(shù)量的猛增是導(dǎo)致交通噪聲污染嚴重的主要因素[5]；李颯等發(fā)現(xiàn)當(dāng)軌道交通噪聲超出一定標(biāo)準(zhǔn)的時候[6]，會對環(huán)境以及軌道交通自身運行的安全性產(chǎn)生較大影響。車流量與交通噪聲也存在聯(lián)系，張茂林發(fā)現(xiàn)由于車流量大時車輛變速器檔位較低以便快速加速[7]，導(dǎo)致此時的交通噪音顯著高于車流量小時所產(chǎn)生的交通噪聲值。姚海博等研究發(fā)現(xiàn)由于受到城市空間結(jié)構(gòu)和建筑物等影響[8]，隔音窗等噪聲防治措施對城市軌道高架段的噪聲影響不大，認為從噪聲源頭對其進行防治更有效。

綜上所述，城市交通噪聲來源復(fù)雜且受城市空間結(jié)構(gòu)以及建筑規(guī)劃影響在不同的路段呈現(xiàn)出規(guī)律差異性，因此探索機動車在不同路段上噪聲變化規(guī)律十分必要。本文對青島市松嶺路進行噪聲實地測量為噪聲防治提供理論依據(jù)。

1 試驗

1.1 測量地點

對松嶺路進行實地考察調(diào)研后，選擇普通直線路段和以下特殊路段進行布點測量，如圖1所示。

圖1 噪聲檢測布點

1.2 測量時間

測量時間分為以下三個時間段，中午12點至1點(中午時段)、下午5點至6點(傍晚時段)、晚上8點至9點(夜晚)以及深夜噪聲(11點后)。

1.3 試驗方法

采用AWA6291型實時信號分析儀和AWA5689型多功能聲級計，在風(fēng)速不超過5.5米每秒的天氣下測量。為減小反射影響，離地面距離1.2米以上(考慮到綠化帶路段綠化帶高度限制，因此選擇測量高度為1m)。測量的噪聲值用平均等效聲壓級Leq表示，LA(t)代表t時刻瞬間A聲級。

(1)

2 路段噪聲分析

2.1 直線路段不同時間段噪聲分析

由于不同時間段的車流量情況不同，首先分析不同時間段下，普通直線路段的噪聲值(等效聲壓級)與國家標(biāo)準(zhǔn)值的對比情況，結(jié)果如圖2。

圖2 直線路段不同時間車流量與噪聲值

如圖2所示，在中午和深夜車流量小時，所選取直線路段的交通噪聲情況滿足國家標(biāo)準(zhǔn)；但是在傍晚和夜晚時間段，在所選直線路段實際測量到的噪聲值不滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。尤其是在夜晚(8點-9點)這個時間段，甚至超出國家標(biāo)準(zhǔn)10分貝左右，這意味著對于人耳而言，感受到的響度是國家標(biāo)準(zhǔn)的兩倍，嚴重影響道路兩旁居民的正常生活。

由表1可知，摩托車和大型車產(chǎn)生的噪聲級差距相較于小汽車要小一些，由此對比中午與傍晚的車流量情況得到，中午時段的摩托車比傍晚時少60輛每小時，而前者大型車比后者多60輛每小時，可以得知小汽車的車流量變化是二者噪聲級變化的主要原因。傍晚時段的小汽車車流量比中午時段的車流量多3420輛每小時，噪聲級方面則多出5.6分貝。這表明在松嶺路的相同路段噪聲值的變化主要與小汽車的車流變化有關(guān)。

表1 勻速行駛(30-40km/h)車輛噪聲級范圍

2.2 立交橋路段噪聲分析

立交橋是現(xiàn)代交通的產(chǎn)物，由于城市交通擁擠而逐漸產(chǎn)生的。立交橋路段相比于傳統(tǒng)路段具有通行能力大，行車速度快，噪聲具有空間特性且噪聲值大的特點，所以其帶來的噪聲問題尤其明顯。圖3為傍晚5點至6點時間段內(nèi)松嶺路與九水東路交匯處立交橋車流及噪聲值與國家標(biāo)準(zhǔn)對照，該立交橋橋面高度約為6.5米。

圖3 立交橋與直線路段車流量和噪聲值對比

由圖3可知，立交橋的噪聲在下午時間段是一直高于國家標(biāo)準(zhǔn)值的。在每小時小汽車車輛數(shù)比直線路段少900輛的情況下，立交橋橋中部的噪聲值與正常直線路段相差并不大，僅有0.3分貝的差值。立交橋橋下支路的車流量比普通直線路段少3360輛每小時的情況下，噪聲值僅相差1.4分貝，遠小于之前直線路段同等車流量差距的5.6分貝。

分析造成上述橋中聲環(huán)境情況的原因，首先立交橋系統(tǒng)是一個立體的空間系統(tǒng)，其噪聲的產(chǎn)生并不僅有橋上的主干道，橋上與橋下的噪聲疊加造成了在車流量明顯少于直線路段的情況下，噪聲值依舊相差不大的情況。其次對于橋底來說水泥橋面對噪聲的吸收作用是小于反射作用的，也就造成了噪聲的混疊。這也解釋了為何橋面以下支路車流量遠小于橋頭，橋尾噪聲值卻大于二者。

2.3 高樓噪聲反射分析

隨著經(jīng)濟發(fā)展，城市化進程的加快，城市道路兩旁的高樓也逐漸增加，由交通工具產(chǎn)生的噪聲由高樓的反射，產(chǎn)生疊加，從而會增強噪聲的影響。

如圖4所示,可以看到，高樓和空地噪聲值的對比情況，可以看到在噪聲值方面為75.3分貝和75.2分貝差距很小，可以忽略。但是在車流量方面，在對空地進行測量時的小汽車比高樓測量時多了800輛左右，然而得到的噪聲值卻基本相同。造成這種情況的原因就在于，高樓對于交通噪聲的反射大于吸收從而產(chǎn)生了噪聲的疊加。

圖4 高樓空地車流量噪聲值對比

2.4 地鐵路段分析

如圖5所示，張村地鐵站路段處的紅綠燈路口，紅燈車輛不通過，且地鐵未通過時的公路噪聲為56.0dB，然而在相同情況下地鐵通過時公路噪聲為67.9dB(測量地點位于地鐵軌道下10.5m)。地鐵噪聲大多來源于其車輪與軌道摩擦產(chǎn)生的噪聲，在測量結(jié)果中顯示，地鐵通過時最大噪聲已經(jīng)達到了82.1dB這一數(shù)據(jù)已經(jīng)遠遠超過了國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的70dB。

圖5 地鐵通行噪聲值對比

3 綠化帶噪聲屏蔽分析

選取等效聲級(74.5dB)、綠化帶寬度以及路面距離均相同的測點，分析不同綠化帶對于噪聲的吸收情況，其中三點分別a點(綠葉灌木，高度0.7m)，b點(為紫葉灌木，高度1m),c點(紫葉灌木，高度1.7m),三點頻譜分析圖6所示。

如圖6所示，綠化帶對于1000HZ左右的噪聲吸收特別明顯，1000HZ左右恰好是人耳很敏感的頻率段，且對于高頻段即超過1000HZ頻段的噪聲吸收作用比中低頻段更好，因此綠化帶對噪聲污染具有防護作用。對比分析圖6(b)(c)，發(fā)現(xiàn)(c)中噪聲吸收作用最明顯，說明綠化帶高度與吸收噪聲能力成正比。如圖7所示，可以看到所測量的(a)點的綠葉灌木對于高頻段的噪聲吸收能力是強于(b)點中更高的紫葉灌木的，這種情況與植物本身的特性有關(guān)。

(a)

(b)

(c)

4 不同車輛類型噪聲分析

如圖7所示，各類車輛噪聲頻譜分布較統(tǒng)一，能量主要集中在10-2000Hz中低頻段，在高頻部分下降明顯。低頻段能量較大，這主要是汽車發(fā)動機，排氣管和傳動系統(tǒng)產(chǎn)生的。對比分析三種車型，小汽車所產(chǎn)生的噪聲值最小，其次是摩托車，最后是大型車，但摩托車在2500HZ以后所產(chǎn)生的噪聲值大于大型車。

圖7 不同車輛噪聲頻譜圖

5 結(jié)語

(1)在大型車和摩托車數(shù)量變化不大的情況下，直線路段中噪聲主要受小汽車車輛數(shù)影響，即噪聲與機動車車輛數(shù)成正相關(guān)。

(2)其他條件相同時，立交橋底路段以及地鐵通過時的軌道路段的噪聲值顯著高于直線路段。

(3)綠化帶吸收能力與植物種類相關(guān)并與植物高度成正比。不同植物種類對不同噪聲頻段吸收能力有差別，實驗中綠葉灌木吸收高頻噪聲能力強于紫葉灌木。

(4)分析頻譜圖發(fā)現(xiàn)：低頻段噪聲小汽車噪聲值最小，大貨車噪聲值最大；高頻段噪聲摩托車噪聲值最大，小汽車噪聲值最小。