平原高速公路交通噪聲對(duì)兩側(cè)敏感區(qū)域影響的探討
隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的快速發(fā)展,對(duì)交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。同時(shí)對(duì)高速公路沿線兩側(cè)的環(huán)境造成了一定的影響,尤其是在距離路肩 100m 以內(nèi)敏感區(qū)域的聲環(huán)境有很大的影響,由過(guò)去(高速公路未通行時(shí)) 較安靜的環(huán)境(晝間噪聲≤55dB (A) 、夜間噪聲≤40dB(A) ) ,變成影響生活、休息的煩躁環(huán)境(夜間噪聲≥55dB(A) ) 。而受影響的居民的環(huán)保意識(shí)與法制觀念[1、2 ] 在不斷增強(qiáng),高速公路交通噪聲已越來(lái)越成為環(huán)境噪聲管理與監(jiān)測(cè)中的焦點(diǎn)問(wèn)題。 LH路段高速公路處在平原地區(qū),是京滬高速公路的重要一段,屬于典型的平原高速公路。目前該高速公路通行的車流量比較大。該公路的環(huán)評(píng)報(bào)告書依據(jù)導(dǎo)則[3 ] 推薦的模式,對(duì)公路兩側(cè)敏感區(qū)域的聲環(huán)境影響進(jìn)行了預(yù)測(cè)。其預(yù)測(cè)結(jié)果與環(huán)保驗(yàn)收監(jiān)測(cè)結(jié)果相比,偏差較大。對(duì)此,本文以.高速公路交通噪聲對(duì)兩側(cè)敏感區(qū)域影響的實(shí)測(cè)狀況進(jìn)行分析研究,其結(jié)果對(duì)于平原高速公路交通噪聲的管理與治理提供相應(yīng)的參考。
1 高速公路環(huán)評(píng)預(yù)測(cè)的噪聲結(jié)果
1.1 LH路段交通量的預(yù)測(cè)狀況
高速公路交通噪聲對(duì)兩側(cè)敏感區(qū)域影響的程度與范圍,主要是由運(yùn)行的車輛噪聲與通行車流量的大小等因素決定。.路段近期預(yù)測(cè)的車流量如表1 所示。
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預(yù)測(cè)的結(jié)果表明,晝間的平均車流量是夜間平均車流量的3165 倍。通行的汽車車種構(gòu)成比為大型車33 % ,中型車25 % ,小型車42 %。
1.2 公路交通噪聲對(duì)兩側(cè)不同距離影響的預(yù)測(cè)結(jié)果 LH路段高速公路的路堤高度為0～6m。路兩側(cè)敏感區(qū)域所對(duì)應(yīng)的路段為路堤,其高度為3～5m ,相應(yīng)的兩側(cè)不同距離的噪聲在2005 年預(yù)測(cè)的結(jié)果為每位置的晝間等效聲級(jí)Ld 均高于夜間等效聲級(jí)Ln 的516dB (A) 。在距路肩30～100m 范圍內(nèi),在路堤高度為3m 的路段,當(dāng)距路肩的距離加倍,噪聲級(jí)降低311～510 dB (A) ;在路堤高度為5m 的路段,當(dāng)距路肩的距離加倍,噪聲級(jí)降低110～218 dB(A) 。在距路肩100～200m 范圍內(nèi),在路堤高度為3～5m 的路段,距路肩的距離加倍,噪聲級(jí)降低812 dB(A) 。距路肩25m 以外區(qū)域的晝間噪聲不高于70 dB (A) ,距路肩120m 以外區(qū)域的夜間噪聲不高于55 dB(A) 。
2 高速公路交通噪聲的實(shí)際狀況
2.1 LH路段的交通量
高速公路交通噪聲的高低,以及對(duì)兩側(cè)敏感區(qū)域影響的程度與范圍,與在公路上行駛的車流量有很大關(guān)系。為此,在進(jìn)行噪聲監(jiān)測(cè)的同時(shí),對(duì)通行的車流量實(shí)況進(jìn)行了記錄。具體結(jié)果如表2所示,汽車車種構(gòu)成比例實(shí)況如表3 所示。
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實(shí)際記錄的結(jié)果表明,.路段通行的車流量為設(shè)計(jì)流量(折合小客車4～5 萬(wàn)輛P日) 的40 %～60 % ,實(shí)際車流量是環(huán)評(píng)報(bào)告2005 年預(yù)測(cè)結(jié)果的1100～1113 倍。其中,晝間通行的平均每小時(shí)的車流量大于夜間通行的平均每小時(shí)的車流量,而對(duì)路兩側(cè)區(qū)域噪聲影響大的大型車的流量,夜間卻高于晝間。折合小客車的流量是環(huán)評(píng)報(bào)告2005年預(yù)測(cè)結(jié)果的1113～1130 倍,晝、夜間平均每小時(shí)的車流量相近。通行的汽車類型構(gòu)成比為大型車最大,夜間均高于50 %。
2.2 LH路段交通噪聲隨時(shí)間變化的狀況在路堤高度為3m ,距路肩60m 的X 敏感區(qū)域與50m 的Y敏感區(qū)域,公路交通噪聲直接影響處,各設(shè)了一個(gè)24 小時(shí)連續(xù)測(cè)量的點(diǎn)位,傳聲器距地面112m ,垂直指向路面,連續(xù)測(cè)量?jī)商?其測(cè)量結(jié)果如圖1 所示。
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交通噪聲的24 小時(shí)連續(xù)測(cè)量結(jié)果表明,同一點(diǎn)位每一天的小時(shí)等效聲級(jí)噪聲晝間變化幅度多在5～6 dB(A) ,每天12 :00～15 :00 時(shí)段的噪聲是一天中的低噪聲,晝間任意時(shí)段每小時(shí)的等效聲級(jí)LAeq與晝間等效聲級(jí)Ld 相比,有80 %以上的差值≤3dB (A) 。每一天的小時(shí)等效聲級(jí)噪聲夜間變化幅度多在2～3 dB (A) ,夜間任意時(shí)段每小時(shí)的等效聲級(jí)LAeq與夜間等效聲級(jí)Ln 相比,有85 %以上的差值≤2dB (A) 。在一定的時(shí)期內(nèi),有70 %以上時(shí)間的噪聲狀況為L(zhǎng)d - Ln < 0 ,變化幅度多在215 dB(A) 之內(nèi)。相近幾天的Ld 的變化幅度小于2 dB(A) ,Ln 的變化幅度小于1 dB(A) 。
2.3 LH路段交通噪聲的頻譜分布狀況在距路肩25m 的某路邊處,用2 臺(tái)噪聲測(cè)量?jī)x器進(jìn)行了擬同步交通噪聲的頻譜測(cè)量,參照儀器在5～90min 的時(shí)間內(nèi),其測(cè)量結(jié)果在6310～6315 dB(A) 擺動(dòng),即在測(cè)量的時(shí)間內(nèi),交通噪聲的源強(qiáng)變化情況較小,其頻譜分布情況如表4 所示。
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表4 中各倍頻帶聲壓級(jí)計(jì)算的A 聲級(jí)與總聲壓級(jí)結(jié)果分別為6313 dB(A) 與8116dB ,這與測(cè)量的A 聲級(jí)6312 dB (A) 與總聲壓級(jí)( F) 8115dB 相比,僅差011dB ,說(shuō)明測(cè)量的準(zhǔn)確度是很高的。該交通噪聲的頻譜分布表明,對(duì)“A”聲級(jí)貢獻(xiàn)大的倍頻帶為125Hz、250Hz、500Hz、1kHz 與2kHz 的聲級(jí),其合成的A 聲級(jí)為6219 dB (A) ,這與總A 聲級(jí)6312 dB(A) 相比,差值只有013 dB(A) 。
3 路段交通噪聲對(duì)兩側(cè)影響的程度和范圍
3 .1 不同路堤高度交通噪聲衰減的計(jì)算.公路兩側(cè)敏感區(qū)域所對(duì)應(yīng)的路段為路堤,其高度為3～5m ,路基寬度為26m ,橫截面示意圖如圖2 所示。
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其中H 是將運(yùn)行車輛視為點(diǎn)聲源時(shí)地面的高度。D 是點(diǎn)聲源到路肩的水平距離,可視為各車道中心線到路肩的距離。X為受聲點(diǎn)R 離路肩的水平距離,測(cè)點(diǎn)R 離地面的高度為h1 ,路堤高度為h ,由此可得路肩到路邊聲照區(qū)的水平臨界距離X0 :X0 = D( h - h1 )PH (1)
當(dāng)X < X0 時(shí),屬于聲源直達(dá)聲不能直達(dá)的聲影區(qū);當(dāng)X > X0 時(shí),屬于聲源直達(dá)聲能直達(dá)的聲照區(qū)。對(duì)于該公路的具體情況,各參數(shù)選取如下:
車輛噪聲是由發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣、風(fēng)扇、輪胎及車體振動(dòng)等噪聲組成,可近似地將其等效為一個(gè)位于發(fā)動(dòng)機(jī)附近的點(diǎn)聲源。綜合考慮汽車各種噪聲,H 取016m 較為合適;根據(jù).高速公路設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo),來(lái)往車道等效中心線距路邊的距離分別取D1 為710m ,D2 為1910m;h1 為112m。對(duì)于高度為3～5m 的路堤,利用以上各參數(shù)的取值,求出D1 為710m 的聲影區(qū)和聲照區(qū)的分界值X0 為21～44m。D2 為1910m 的X0 為57～120m。
圖3 是路面結(jié)構(gòu)橫截面示意圖,在聲源S 和受聲點(diǎn)R 之間相當(dāng)于存在一個(gè)高度為AB 的聲屏障。該聲屏障的長(zhǎng)度可看作無(wú)限長(zhǎng),該噪聲源可看作擬無(wú)限長(zhǎng)的線聲源。此狀況引起附加聲衰減衍射理論的菲涅爾半波常數(shù)N 為:
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式中, C 是空氣中的聲速,取值為340mPs ; f是車輛輻射噪聲的平均頻率,根據(jù)測(cè)量結(jié)果取1000Hz。當(dāng)N < 0 時(shí),表示測(cè)點(diǎn)不在聲影區(qū)。
根據(jù)無(wú)限長(zhǎng)線聲源和無(wú)限長(zhǎng)聲屏障的聲衰減量ΔL 與菲涅爾半波常數(shù)N 的關(guān)系,以及大氣的吸聲、地面草皮等吸聲的因素求出:在距路肩距離25～100m 范圍內(nèi),在路堤高度為3m 的路段,距路肩的距離加倍,噪聲級(jí)降低210～410 dB(A) ;在路堤高度為5m 的路段,距路肩的距離加,噪聲級(jí)降低115～310 dB(A) 。在距路肩距離100～200m 范圍內(nèi),在路堤高度為3～5m 的路段,距路肩的距離加倍,噪聲級(jí)降低410～810 dB(A) 。
3.2 實(shí)際監(jiān)測(cè)的衰減結(jié)果
經(jīng)過(guò)多次實(shí)際測(cè)量,.路段交通噪聲在非直線水平段同一個(gè)斷面的兩側(cè),隨著距路肩的距離增加,其衰減狀況一般是不一樣的。該路段在上坡側(cè)向與下坡側(cè)向斷面衰減測(cè)量結(jié)果如表5 所示。
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交通噪聲衰減的實(shí)際測(cè)量結(jié)果表明,在下坡側(cè)向的區(qū)域中,Leq25 - Leq50 = 113 dB (A) (角下標(biāo)數(shù)字表示距路肩的距離,下同) , Leq50 - Leq100 =215 dB(A) ,Leq100 - Leq200 = 718 dB (A) ;在上坡側(cè)向的區(qū)域中, Leq25 - Leq50 = 113 dB (A) , Leq50 -Leq100 = 214 dB (A) ,Leq100 - Leq200 = 413 dB (A) 。上坡側(cè)向距路肩100m 與200m 的噪聲為5918 dB(A) 和5515dB (A) , 與下坡側(cè)向距路肩25m 與100m的噪聲為5917dB(A) 和5519dB(A) 相比很接近。這表明上坡側(cè)向路外的交通噪聲比下坡側(cè)向路外的交通噪聲強(qiáng)度大,影響的區(qū)域范圍也大。水平直線段的測(cè)量結(jié)果介于上坡側(cè)向與下坡側(cè)向之間。京滬高速公路山東境內(nèi)其它路段的噪聲衰減狀況測(cè)量結(jié)果如表6 所示。
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表5 與表6 的噪聲衰減測(cè)量結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相比,是比較一致的。
4 結(jié)論
綜合京滬高速公路山東境內(nèi)路段交通噪聲衰減測(cè)量的結(jié)果,在車流量高于9000 輛P日(折合小客車20000 輛P日) 狀況下,平原高速公路在平直路段的兩側(cè)與下坡側(cè)向,距路肩25m 以內(nèi)的敏感區(qū)域、靠近公路的第一排敏感建筑物,晝夜間受影響的交通噪聲高于60 dB (A) ;距路肩100m 以內(nèi)的敏感區(qū)域、靠近公路的第一排敏感建筑物,晝夜間受影響的交通噪聲高于55 dB (A) 。在上坡側(cè)向,距路肩50m 以內(nèi)的敏感區(qū)域、靠近公路的第一排敏感建筑物,晝夜間受影響的交通噪聲高于60 dB(A) ;距路肩200m 以內(nèi)的敏感區(qū)域、靠近公路的第一排敏感建筑物,晝夜間受影響的交通噪聲高于55 dB(A) 。
參考文獻(xiàn):
[ 1 ] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局. 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法.1989 ,12 ,261
[ 2 ] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局. 中華人民共和國(guó)環(huán)境噪聲污染防治法. 1996 ,10 ,291
[ 3 ] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局. HJPT214 - 19951 環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則. 1996 ,07 ,011
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