高速公路交通噪聲預(yù)測模式的參數(shù)取值研究

武艷鐲，魯 荔

(四川省交通勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610017)

高速公路作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。近年來，我國公路建設(shè)發(fā)展迅速，對促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)資源有效配置、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加快改革開放進(jìn)程等發(fā)揮了重要作用，也使人們出行更便捷和高效，對提高人民生活水平有重大作用[1]。然而，高速公路的建設(shè)也對人們的生活產(chǎn)生一定影響，如噪聲污染是最直接的影響之一，長期的噪聲超標(biāo)環(huán)境會(huì)使人身心健康受損。為預(yù)防或減輕公路交通造成的噪聲影響，通常首先是對擬建的公路進(jìn)行噪聲預(yù)測，再根據(jù)預(yù)測結(jié)果選擇合適的噪聲污染防治措施對其進(jìn)行保護(hù)。因此選擇較為合理的噪聲預(yù)測模式進(jìn)行預(yù)測將變的尤為重要。

國內(nèi)較常用的交通噪聲預(yù)測模式有三種，分別為：(1)交通部1996年7月發(fā)布《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)規(guī)范(試行)》(JTJ005—96)[2]。(2)交通部于2006年2月8日發(fā)布了新的規(guī)范即《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境評價(jià)規(guī)范》(JTGB03—2006)[3]的噪聲預(yù)測模式。(3)環(huán)境保護(hù)部2009年發(fā)布的《環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—聲環(huán)境》(HJ2.4—2009)[4]中的噪聲預(yù)測模式。目前，有關(guān)高速公路噪聲預(yù)測的各種模型的對比分析方面，已有許多研究報(bào)道，如肖莎莎[5]、賈亮[6]、康春玉[7]、謝江[8]等，結(jié)論不一。其中肖莎莎、賈亮等通過將2006規(guī)范模式和2009導(dǎo)則模式兩者的預(yù)測值和實(shí)際監(jiān)測值進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)2009導(dǎo)則模式的預(yù)測結(jié)果和實(shí)際更接近。

1 常用高速公路交通噪聲預(yù)測模式

1.1 《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)規(guī)范(試行)》(JTJ005-96)[2]

(1)

各型車輛晝間或夜間使預(yù)測點(diǎn)接收到的交通噪聲值應(yīng)按式(2)計(jì)算

(LArq)交=10lg[100.1(AArq)L+100.1(LArq)M+100.1(Larq)S]-ΔL1-ΔL2

(2)

1.2 《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)規(guī)范》(JTGB03—2006)[3]

交通部2006年發(fā)布的噪聲預(yù)測模式(以下簡稱06規(guī)范模式)為

(3)

LAeq交=10lg[100.1LAeq大+100.1LAeq中+100.1LAeq小]+ΔL1

(4)

1.3 《環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則聲環(huán)境》(HJ 2.4-2009)[4]

環(huán)保部2009年聲環(huán)境導(dǎo)則中推薦的噪聲預(yù)測模式(以下簡稱09導(dǎo)則模式)，第i類車等效聲級的預(yù)測模式為

(5)

總車流等效聲級為

Leq(T)=10lg[100.1Leq(h)大+100.1Leq(h)z中+100.1Leq(h)小]+ΔL1

(6)

2 預(yù)測模式比較[2～4]

以上幾種公路噪聲預(yù)測模式的表達(dá)式相似，只是式中有些參數(shù)的含義有所變化，具體的差別如表1所示。

表1 3種噪聲預(yù)測模式的主要差別

3 工程實(shí)例比較

3.1 公路概況

鎮(zhèn)廣高速川陜界至王坪段路線共計(jì)約63 km，采用瀝青混凝土路面。工程分為主線和支線兩部分，主線起于巴中市通江縣鐵溪鎮(zhèn)川陜界(三元鎮(zhèn)萬僧寺)，止于巴中市通江縣沙溪鎮(zhèn)白石寺村長約49 km，設(shè)計(jì)速度100 km/h，路基寬度26.0 m；兩河口支線起于長坪鎮(zhèn)(設(shè)長坪樞紐互通)，呈南北走向，止于檬壩塘，和米倉大道相連，長約14 km，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬度25.5 m。

3.2 預(yù)測結(jié)果分析

以主線起點(diǎn)川陜界至鐵溪互通段為例，車流量計(jì)算結(jié)果如表2所示。本案例交通噪聲預(yù)測假設(shè)在視野開闊、路基平坦且地形平坦的條件下進(jìn)行，未考慮縱構(gòu)筑物等屏障衰減和氣象條件等，只考慮了距離衰減以及地面吸收衰減。通過上述幾種交通噪聲預(yù)測模式，結(jié)果見圖1、圖2。

表2 川陜界至鐵溪互通段小時(shí)交通量預(yù)測結(jié)果 單位：輛/h

圖1 3種預(yù)測模式晝間等效聲級比較

圖2 3種預(yù)測模式夜間等效聲級比較

由圖1、圖2可知，3種模式的預(yù)測結(jié)果存在差異，晝間預(yù)測結(jié)果中06規(guī)范模式和09導(dǎo)則模式相同，而96規(guī)范模式在距離較近時(shí)，預(yù)測值大于其他兩種模式約5 dB左右，隨著距離的增加，差異越來越小；夜間預(yù)測結(jié)果中，在距離公路較近區(qū)域的預(yù)測結(jié)果相差較小，而隨著距離增加預(yù)測結(jié)果差異顯著，距離公路200 m處相差約7 dB左右。09導(dǎo)則模式和96規(guī)范模式的預(yù)測值在100 m范圍內(nèi)接近，而06規(guī)范模式規(guī)噪聲預(yù)測結(jié)果整體較其他2種模式低，大于100 m時(shí)，96規(guī)范模式衰減速度較快。

3.3 達(dá)標(biāo)距離預(yù)測結(jié)果分析

在相同路段，按平路基和開闊地帶(不考慮障礙物衰減)計(jì)算達(dá)標(biāo)距離，未考慮具體路段的地形、高差、障礙物等引起的額外衰減，以2類聲環(huán)境功能區(qū)為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的達(dá)標(biāo)距離結(jié)果如表3所示。

表3 3種預(yù)測模式下的交通噪聲距公路中心線的達(dá)標(biāo)距離 單位：m

由表3看出，09導(dǎo)則模式計(jì)算出的達(dá)標(biāo)距離夜間比晝間長，06規(guī)范模式計(jì)算出的達(dá)標(biāo)距離夜間比晝間短，96規(guī)范模式計(jì)算的達(dá)標(biāo)距離晝夜相當(dāng)。

3.4 產(chǎn)生差異的原因分析

根據(jù)前文所述，不同的預(yù)測模型必然會(huì)造成預(yù)測結(jié)果的差異。在以上設(shè)定條件下，對于預(yù)測結(jié)果的影響主要有各種車型車速、車流量、車型比、距離衰減量、地面吸收衰減等[7]。

96規(guī)范模式中未考慮軟性地面吸收衰減量，造成晝間在距離較近時(shí)噪聲預(yù)測值明顯偏大，且隨著距離的增加預(yù)測值衰減速度也較大，在距離大于100 m時(shí)，這種差異將慢慢消失，夜間由于車速在晝間的基礎(chǔ)上折減20%計(jì)算，因此預(yù)測值與其他2種模式相比不再明顯偏大。

在ΔL距離計(jì)算時(shí)，96規(guī)范模式中根據(jù)預(yù)測點(diǎn)至等效行車線距離與對應(yīng)車型的晝夜車間距一半的關(guān)系選擇不同的計(jì)算公式，當(dāng)預(yù)測點(diǎn)至等效行車線距離小于等于對應(yīng)車型的晝夜車間距一半時(shí)，近似為點(diǎn)聲源的衰減特性；06規(guī)范模式中根據(jù)車流量的不同采用了相應(yīng)的衰減公式，本文案例中由于晝間車流量大于300輛/h，因此06導(dǎo)則中晝間選擇線聲源衰減公式，而夜間車流量小于300輛/h，選擇與之對應(yīng)的公式計(jì)算衰減量；09導(dǎo)則模式中則采用了線聲源衰減公式。因此，從計(jì)算結(jié)果來看，夜間車流量小于300輛/h時(shí)，06規(guī)范模式的夜間預(yù)測值明顯小于其他2種預(yù)測模式，從達(dá)標(biāo)距離計(jì)算結(jié)果來看，06規(guī)范模式計(jì)算出的夜間達(dá)標(biāo)距離明顯偏低，與實(shí)際不符。

4 結(jié) 論

噪聲預(yù)測計(jì)算是高速公路交通項(xiàng)目建設(shè)中聲環(huán)境評價(jià)的主要內(nèi)容，公路交通噪聲的主要影響因素包括車輛類型(如轎車、客車、貨車)、車流流量、載重量、路面結(jié)構(gòu)材料等。因此，高速公路項(xiàng)目噪聲預(yù)測中預(yù)測模式的選擇正確與否，對預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，也會(huì)影響后期噪聲污染防治措施的選擇。96規(guī)范模式中未考慮地面吸收衰減量等，與實(shí)際環(huán)境條件不符，預(yù)測結(jié)果偏高，06規(guī)范模式交通量的不同，造成的偏差也較大(夜間尤為嚴(yán)重)。96模式和06模式在復(fù)雜道路的預(yù)測中，因未考慮反射及空氣吸收等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正，故有一定的差異，而導(dǎo)則模式對于以上參數(shù)均進(jìn)行了修正，因此對于復(fù)雜道路建議采用09導(dǎo)則模式進(jìn)行預(yù)測。

綜上所述，09導(dǎo)則預(yù)測模式在結(jié)合06規(guī)范模式中車速預(yù)測和車輛噪聲源強(qiáng)計(jì)算公式時(shí)的預(yù)測結(jié)果比較合理科學(xué)，也更符合實(shí)際情況，且適用范圍更廣。因此，建議在高速公路項(xiàng)目噪聲環(huán)境影響評價(jià)中運(yùn)用2009年導(dǎo)則中的預(yù)測模式進(jìn)行計(jì)算。