FHWA公路交通噪聲預測模型在廣清高速公路花都段的應用研究

周銀芳

（上海達恩貝拉環境科技發展有限公司，上海 200127）

隨著城市經濟建設的迅速發展，主體縱橫、網絡棋布的新型道路交通格局正在形成，城市道路交通噪聲污染日益嚴重。道路交通噪聲具有強度大、涉及面廣、影響范圍大的特點，已成為影響人口眾多的一類主要環境噪聲污染源，同時也是環境噪聲控制中的難點[1]。公路交通噪聲預測模型在公路的規劃設計、公路交通噪聲環境影響評價中起到重要的作用。1995年，國家環境保護總局頒布了第一版的《環境影響評價技術導則 聲環境》（HJ/T 2.4—1995），并在其中引入了美國的FHWA公路交通噪聲預測模型，經過數次改進，該模型已日趨完善并在許多國家得到廣泛應用[2-3]，目前國內很多聲學界學者也圍繞FHWA模型進行了很多相關研究[4-6]。

本文通過運用FHWA公路交通噪聲預測模型對廣東某高速公路靠近市區路段的交通噪聲進行預測值和實測值的對比分析，為環評工作者評價其他同類項目提供技術指導。

1 工程概況

廣東某高速全線位于廣州市，全長約65.3 km，雙向八車道，設計限速為120 km/h，目前已通車。因項目靠近市區，通車后接到大量噪聲投訴，為此，對靠近市區路段進行了車速、車流量和噪聲值的實測統計，并通過采用模型預測對比，分析可補救的工程措施和管理措施。

2 計算模型驗證

本次研究采用FHWA公路交通噪聲預測模型，同時對該高速附近某小區敏感點的噪聲現狀進行了監測，同步進行了車速和車流量的統計，故本次模型的計算結果以實測數據為標準進行驗證。

2.1 車流量的選擇

根據該項目于2008年完成的環境影響評價報告書，其環評期間采用FHWA模型對車流量預測數據如表1所示。由結果可知，路段1車流量預測值高于路段2。

表1 環評報告中車流量預測數據 輛/h

同時，我們對監測路段車流量進行了實測統計，對應路段1段，所得數據見表2。

表2 2017年2月監測小區路段車流量實測數據 輛/h

由環評時的預測數據與現階段實測數據對比可知，實測車流量與預測數據相比，車型比差別較大，夜間實測車流量遠遠超過預測車流量。保守起見，本次計算，兩個路段均采用實測的車流量數據進行驗證和預測。

2.2 速度的選擇

根據環評報告，本研究設計速度為100 km/h。中車、大車分別為設計速度的90%和80%計，夜間速度按晝間80%計。本次驗證計算采用速度如表3所示。

表3 計算模型的車速取值 km/h

2.3 計算結果

根據FHWA公路交通噪聲預測模型，結合該敏感點工程情況確定的各種參數，監測小區的貢獻值如表4所示。

該工程由六車道擴建到八車道后，經預測，該敏感點的晝、夜噪聲分別由擴建前62 dB（A）、55 dB（A）增加為 72 dB（A）、65 dB（A）左右，擴建前后相差10分貝左右。考慮到該擴建項目疊加背景值不受本項目交通噪聲影響，基本可忽略背景值的影響。因此表4中計算的貢獻值（70 dB（A）左右）認為等于疊加背景值后的預測值。

表4 監測小區噪聲貢獻值計算結果

對比監測小區的監測值和貢獻值可知，晝間計算值偏高 1.2 dB（A），夜間偏高 0.6 dB（A）。考慮到實際行車速度與設計速度不同，夜間車速的降低等因素，本次模型的計算結果與實際較為符合。本次計算采用設計車速的數值進行計算，因此預測結果可能偏高，可較為保守地對噪聲影響進行估算。

3 滿足聲環境功能區劃的速度要求

本階段研究旨在計算，在現狀情況下僅改變行車速度，當貢獻值滿足聲環境功能區劃要求時，可取的最大行車速度，主要通過模型逆向計算。

本次試算的5個敏感點均位于廣州段。根據其環評報告：“1.8環境評價標準”章節，已劃分聲環境功能區的城市區域，其評價標準按《城市區域環境噪聲標準》（GB 3096-2008）執行；公路和匝道防護欄外縱深距離30 m以內的區域執行4類標準，30 m以外的區域執行2類標準，根據以上標準回復函，本工程廣州路段評價范圍內學校執行2類標準，其余居民區、村莊敏感點均按公路和匝道防護欄外縱深距離30 m以內的區域執行4類標準，30 m以外的區域執行2類標準。

故本次計算的5個敏感點均執行2類標準。同樣，考慮到貢獻值計算是考慮擴建后的車流量包含原車流量，對于預測值需要疊加無交通噪聲影響的背景值，而一般無交通噪聲情況下的背景值均在30～40 dB（A）左右，故與擴建后貢獻值疊加后，基本可忽略背景值的影響。

表5 滿足聲環境功能區劃的速度要求

根據以上計算結果，要達到噪聲貢獻值滿足聲環境功能區劃要求的目的，那么反推高速的小車行車速度需不高于19 km/h，這個計算結果在高速公路的實施過程中不現實，因此需要在后續的建設過程中，必須實施噪聲減緩措施。

4 各車型按設計車速80%的降噪效果

本項目設計速度為100 km/h，當按80%設計車速行駛時，即V=80 km/h，其噪聲影響效果見表6所示。降速后各車型晝夜速度取值見表7。

表6 按設計車速80%的降噪效果

表7 降速后各車型晝夜速度取值 km/h

由以上結果可知，當按照設計速度的80%行駛時，5個敏感點均超標，晝間超標范圍為6.4～13.2 dB（A），夜間超標范圍為 9.4～16.1 dB（A）。

當設計速度降為80%時，該5個敏感點晝、夜的降噪量均在2.5～2.6 dB（A）左右。

5 不同車型不同設計車速下的降噪效果

考慮到路網規劃的不斷完善及不同車型的車輛行車速度的不確定性，在 V小=120 km/h、V中=90 km/h、V大=80 km/h，V夜=0.8×V晝的條件下，高速對敏感點的貢獻值如表8所示。不同設計車速下各車型晝夜速度取值見表9。與原設計速度（見表3）相比，僅對小車的晝夜行駛速度進行了20%的提升，中車、大車速度不變。

由以上結果可知，當大、中、小車分別按照不同設計速度行駛時，5個敏感點均超標，晝間超標范圍為 9.6～16.3dB（A），夜間超標范圍為12.8～19.4dB（A）。

當按照表9設定的車速行駛時，與設計速度相比，該5個敏感點晝、夜的噪聲增量在0.6～0.9 dB（A）左右，夜間增量略高于晝間。

表8 不同車型不同設計車速下的降噪效果

表9 不同設計車速下各車型晝夜速度取值 km/h

6 結論與建議

綜上所述，可得以下結論：

a）根據導則提供的FHWA公路交通噪聲預測模型對高速敏感點“監測點位”的預測結果，與實際監測值對比可知，晝間計算值偏高1.2 dB（A），夜間偏高0.6 dB（A）。考慮到實際行車速度與設計速度不同，夜間車速的降低等因素，本次模型的計算結果與實際較為符合，可較為保守地對噪聲影響進行估算。

b）本階段研究旨在計算，在現狀情況下僅改變行車速度，當貢獻值滿足聲環境功能區劃要求時，可取的最大行車速度。根據以上計算結果，要達到噪聲貢獻值滿足聲環境功能區劃要求的目的，則高速的小車行車速度需不高于19 km/h。

c）由以上結果可知，當按照設計速度的80%行駛時，5個敏感點均超標，晝間超標范圍為6.4～13.2 dB（A），夜間超標范圍為 9.4～16.1 dB（A）。

當設計速度降為80%時，該5個敏感點晝、夜的降噪量均在2.5～2.6 dB（A）左右。

d）由以上結果可知，當大、中、小車分別按照不同設計速度行駛時，5個敏感點均超標，晝間超標范圍 為 9.6～16.3 dB（A），夜 間 超 標 范 圍 為 12.8～19.4 dB（A）。

當按照表9設定的車速行駛時，與設計速度相比，該5個敏感點晝、夜的噪聲增量在0.6～0.9 dB（A）左右，夜間增量略高于晝間。