復合型道路交通噪聲鉛垂向分布特點及影響因素

馮喆文

摘要：指出了在復合型道路交通噪聲鉛垂向預測過程中，只考慮高架橋橋面和防撞欄遮擋因素的前提下，低樓層聲場主要受建筑立面與道路形成的混響聲場的積聚影響，而高樓層聲場的影響因素主要為交通噪聲的幾何發(fā)散衰減，因此將導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，同時交通噪聲垂向分布圖的形狀將呈現(xiàn)出2個峰值的特點。

關鍵詞：復合型道路；高架；輔道；鉛垂向

中圖分類號： X593

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06024803

1 引言

高架復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80年代開始興建這種復合型道路，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分布與普通型道路相比發(fā)生了較大的變化，給道路兩側建筑帶來了較為嚴重的噪聲污染。因此，分析總結高架復合型道路聲場的分布特點及其影響因素具有重要的意義。

2 項目基本概況

本文以福州金山大橋北引橋段的復合型道路作為案例。道路斷面形式如下：高架橋為雙向6車道，橋寬27.5m，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；高架橋設計行車速度為50km/h，輔道設計行車速度為40km/h，道路斷面形式見圖1。

圖1 復合型道路斷面

3 相關預測模式

根據(jù)《環(huán)境影響評價技術導則—聲環(huán)境》（HJ2.4-2009）中的交通噪聲預測模式進行預測。

（1）第i類車等效聲級的預測模式：

式中：Leq（h）i為第i類車的小時等效聲級，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，dB（A）；Ni為晝間、夜間通過某個預測點的第i類車平均小時車流量，輛/h；r為從車道中心線到預測點的距離，m；Vi為第i類車的平均車速，km/h；T為計算等效聲級的時間，1h；Ψ1、Ψ2為預測點到有限長路段兩端的張角，弧度；ΔL為由其他因素引起的修正量，dB（A）。

注：7.5m處為中國機動車交通噪聲源強測試的基本考核點。

（2）總車流量等效聲級為：

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

4 預測相關參數(shù)

（1）環(huán)評預測年限：公路竣工投入運營后第1年（近期）、第7年（中期）和第15年（遠期）；

（2）預測設計車速：高架橋設計行車速度為50km/h，輔道設計行車速度為40km/h；

（3）路面結構形式：引橋路面均采用瀝青混凝土路面結構。

5 預測前置條件

（1）高架防撞欄為60cm高的實心混凝土結構，相當于一個小型聲屏障，預測過程要考慮該插入損失；

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

（3）由于高架橋橋墩為間隔設置，且間距大，因此本預測不考慮高架橋橋墩對噪聲的遮擋衰減；

（4）本環(huán)評模擬分析道路運營中期預測年輔道紅線外5.0m處第一排建筑物分析垂向聲場分布情況。

6 交通量換算

6.1 可研標準車車流量

由于可研報告中給出的預測年與環(huán)評預測年不完全吻合，因此需根據(jù)工可中各預測年“標準車車流量”的年增長率，換算環(huán)評預測年中期（2022年）的“標準車車流量”，詳見表1。

6.2 環(huán)評絕對車流量

6.2.1 工可車型折算系數(shù)

根據(jù)交通運輸部印發(fā)《關于調整公路交通情況調查車型分類及折算系數(shù)的通知》（廳規(guī)劃字[2010]205號），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=4，車型折算系數(shù)見表2。

6.2.2 車型比

本項目運營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)評絕對車流量

環(huán)評中晝夜為：晝間（6：00～22：00），夜間（22：00～次日6：00），晝間長16h，夜間長為8h。因此，在交通噪聲預測過程中，需將工可中統(tǒng)計的夜間4h車流量折算到晝間，計算得到環(huán)評絕對車流量，見表3。

7 預測方法

（1）采用復合交通計算方法分別計算高架橋主道和左、右輔道交通噪聲對各預測點的貢獻值，進而采用能量疊加方法計算各預測點交通噪聲的總貢獻值，其中充分考慮直達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，同時考慮各車型車體本身的阻擋作用，預測結果在考慮上述內容過程中，由交通噪聲直達聲和反射聲結果疊加獲得不同高度的預測點鉛垂向預測貢獻值。

8 預測結果

該復合型道路營運中期（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測結果見表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)，并且不受左側輔道反射聲影響，因此受交通噪聲影響最小；其2～5層聲級相對較高，5層以上隨著樓層的增高其影響聲級呈遞減走勢，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，聲級最高。

圖3 復合型道路交通噪聲鉛垂向曲線

9 結論

通過對福州金山大橋北引橋段的復合型道路鉛垂向交通噪聲影響預測結果進行分析，可得出以下結論。

（1）由圖3可以看出，由于受到高架橋和輔道直達聲疊加，以及各車道反射聲的疊加和高路堤兩側聲影區(qū)附加衰減等多因素的共同影響，導致交通噪聲貢獻值鉛垂向分布圖將會呈現(xiàn)出2個峰值的特點，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，在復合型道路交通噪聲豎向預測過程中，只考慮高架橋橋面和防撞欄遮擋因素的前提下，低樓層聲場主要受建筑立面與道路形成的混響聲場的積聚影響，而高樓層聲場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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