（环境工程专业论文）高速公路交通噪声测量方法的研究.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 石廷釜 日 期：丝丝：! z 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 互竦师签名：遣：l 递2 殇 日 期：竺迦! 堇1 7 -is it圆、；， 山东大学硕士毕业论文 目录 摘要1 a b s t r a c t 2 第一章绪论4 1 1 本论文选题背景及研究意义4 1 2 研究进展5 1 2 1 高速公路交通噪声变化规律研究进展5 1 2 2 高速公路交通噪声测量方法研究进展7 1 3 研究区域概况8 1 3 1 山东省地理位置8 1 3 2 山东省高速公路基本情况8 1 4 本论文的研究内容9 1 5 本论文的创新之处1 0 第二章高速公路交通噪声变化和传播规律研究_ 1 1 2 1 实验部分一1 l 2 1 1 测量仪器1 1 2 1 2 测量目标1 l 2 1 3 测量点位。1 1 2 2 高速公路交通噪声变化规律l l 2 2 1 主线路交通噪声变化规律：1 2 2 2 2 支线交通噪声变化规律。l5 2 2 3 交通噪声变化规律小结1 6 2 3 交通噪声与车流量的关系1 7 2 3 1 车流量记录17 2 3 2 交通噪声预测模式l7 2 3 3 预测值与实际监测结果比较1 8 2 3 4 交通噪声与车流量关系小结1 8 2 4 高速公路交通噪声的频谱分布特性1 9 2 5 高速公路交通噪声衰减规律1 9 2 5 1 理论计算公式1 9 2 5 2 实际衰减结果2 0 2 5 3 结果分析2 l 2 6 高速公路交通噪声影响范围2 l 2 7 本章小结2 2 山东大学硕士毕业论文 第三章高速公路交通噪声测量方法的研究2 3 3 1 高速公路交通噪声测量的偏差2 3 3 2 环境温度对仪器性能的影响2 4 3 2 1 常温时仪器相关性对比测量。2 4 3 2 2 高温时仪器相关性对比测量2 6 3 2 3 低温时仪器相关性对比测量2 6 3 2 4 不同温度时仪器测量前后校正偏差2 7 3 2 5 温度对仪器性能影响小结2 7 3 3 测量点位的布设2 8 3 3 1 敏感点测点的布设2 8 3 3 2 传播衰减测点的布设。2 8 3 4 测量频次与测量时间2 9 3 4 1 测量频次2 9 3 4 2 测量时间2 9 3 5 本章小结2 9 第四章高速公路噪声测量方法3 1 4 1 适用范围31 4 2 引用文件31 4 3 术语和定义3 1 4 3 1 高速公路3 1 4 3 2 高速公路噪声3 1 4 3 3a 声级31 4 3 4 等效声级31 4 3 5 昼间等效声级3 2 4 3 6 夜间等效声级3 2 4 3 7 昼夜等效声级3 2 4 3 8 最大声级3 2 4 3 9 累计百分声级3 3 4 3 10 敏感建筑物3 3 4 3 1 1 敏感区域3 3 4 3 1 2 昼间、夜间3 3 4 3 1 3 通风消声窗3 3 4 3 1 4 高速公路边界3 3 4 4 测量方法3 3 山东大学硕士毕业论文 4 4 1 测量条件3 3 4 4 2 测量位置3 4 4 4 3 仪器工作状态3 4 4 4 4 测量量3 5 4 4 5 测量时段与测量频次3 5 4 4 6 测量记录及数据处理3 5 第五章高速公路交通噪声测量方法应用3 8 5 1 仪器设备。3 8 5 2 步骤及条件3 8 5 3 应用测量数据及分析3 8 5 3 1 应用测量数据3 8 5 3 2 数据分析4 3 5 4 本章小结4 4 第六章结论与展望4 5 6 1 结论4 5 6 2 展望4 6 参考文献。4 8 j l 筻谢51 攻读硕士期间发表的论文5 2 i i i 山东大学硕士毕业论文 n t e n t s a b s t r a c t ：! c h a r p t e r1p r e f a c e 4 1 1s t u d yp u r p o s eo fr e s e a r c h 4 1 2p r o g r e s so fr e s e a r c h 5 1 2 1p r o g r e s si nt h ec h a n g el a wo f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 5 1 2 2p r o g r e s si nm e a s u r e m e n tm e t h o d so f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 7 1 3p r o g r e s so fr e s e a r c ha r e a s 8 1 ：；1l o c a t i o no f s h a n d o n g p r o v i n c e 8 1 3 2b a s i ci n f o r m a t i o no fe x p r e s s w a yi ns h a n d o n gp r o v i n c e 8 1 4c o n t e n t so f r e s e a r c h 9 1 5i n n o v a t i v ep o i n t so fr e s e a r c h 10 c h a r p t e r2r e s e a r c hi nt h ec h a n g el a wo f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 11 2 1e x p e r i m e n t 11 2 1 1m e a s u r i n ga p p a r a t u s 11 2 1 2m e a s u r i n go b j e c t i v e 11 2 1 3m e a s u r i n gp o s i t i o n 11 2 2c h a n g el a wo f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 11 2 2 1c h a n g el a wo f t r a f f i cn o i s ei nm a i nl i n e 1 2 2 2 2c h a n g el a wo f t r a f f i cn o i s ei nb r a n c hl i n e 1 5 2 2 3s u m m a r yo f t r a f f i cn o i s ec h a n g e 1 6 2 3r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt r a f f i cn o i s ea n dt r a f f i cf l o w 17 2 3 1t r a 衔cf l o wr e c o r d s 。l7 2 3 2t r a f f i cn o i s ep r e d i c t i o nm o d e l 17 2 3 3p r e d i c t i v ev a l u ec o m p a r e dw i t ht h ea c t u a lm o n i t o r i n gr e s u l t s 18 2 3 4s u m m a r yo fr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt r a f f i cn o i s ea n dt r a f f i cf l o w 18 2 4s p e c t r u md i s t r i b u t i o no f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 1 9 2 5a t t e n u a t i o no f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 19 2 5 1t h e o r e t i c a lf o r m u l a 19 2 5 2a c t u a la t t e n u a t i o nr e s u l t s 2 0 2 5 3r e s u l t sa n a l y s i s 21 2 6i m p a c tc o n d i t i o n so f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 21 2 7s u m m a r y 2 2 c h a r p t e r3r e s e a r c hi nm e a s u r e m e n tm e t h o d so f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 2 3 3 1m e a s u r e dd e v i a t i o no f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 2 3 i v 山东大学硕士毕业论文 3 2i m p a c to fa m b i e n tt e m p e r a t u r e 2 4 3 3s e tu pm e a s u r i n gp o s i t i o n “2 8 3 4m e a s u r e m e n tf r e q u e n c ya n dm e a s u r e m e n tf r e q u e n c y ”2 9 3 4 1m e a s u r e m e n tf r e q u e n c y ”2 9 3 4 2m e a s u r e m e n tf r e q u e n c y ”2 9 3 5s u m m a r y 。2 9 c h a r p t e r4m e t h o d so f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 31 4 1a p p l i c a b i l i t y 31 4 2n o r m a t i v er e f e r e n c e 。31 4 3t e r m sa n dd e f i n i t i o n s 。31 4 3 1e x p r e s s w a y 31 4 3 2t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 3 1 4 3 3a w e i g h t e ds o u n dl e v e l 。31 4 3 4e q u i v a l e n tc o n t i n u o u sa w e i g h t e ds o u n dp r e s s u r el e v e l ”31 4 3 5d a y - t i m ee q u i v a l e n ts o u n dl e v e l 3 2 4 3 6n i g h t - t i m ee q u i v a l e n ts o u n dl e v e l 3 2 4 3 7e q u i v a l e n ts o u n dl e v e lo f t w e n t y - f o u rh o u r s 3 2 4 3 8m a x i m u ms o u n dl e v e l 3 2 4 3 9p e r c e n t i l es o u n dl e v e l ”3 3 4 3 10n o i s e s e n s i t i v eb u i l d i n g s 3 3 4 3 11n o i s e s e n s i t i v ea r e a s 。3 3 4 3 1 2d a y - t i m e 、n i g h t - t i m e 3 3 4 3 13v e n t i l a t i o na n ds o u n di n s u l a t i o nw i n d o w ：。3 3 4 3 1 4b o u n d a r yo f e x p r e s s w a y 。j j 3 3 4 4m e a s u r e m e n tm e t h o d s 3 3 4 4 1m e a s u r e m e n tc o n d i t i o n s 3 3 4 4 2m e a s u r i n gp o s i t i o n 3 4 4 4 3m o n i t o r i n gi n s t r u m e n t sw o r k i n gs t a t e 3 4 4 4 4m e a s u r e m e n t s 3 5 4 4 5m e a s u r e m e n tt i m ea n dm e a s u r e m e n tf r e q u e n c y 3 5 4 4 6m e a s u r e m e n tr e c o r d sa n dd a t ap r o c e s s i n g 。3 5 c h a r p t e r5m e a s u r e m e n tm e t h o da p p l i c a t i o no f t r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y 3 8 5 1e q u i p m e n t s 3 8 5 2s t e p sa n dc o n d i t i o n s 3 8 v 山东大学硕士毕业论文 5 3m e a s u r e m e mr e s u l t s 3 8 5 3 1m e a s u r e m e n td a t a s 3 8 5 3 2m e a s u r e m e n td a t aa n a l y s i s 4 3 5 4s u m m a r y 4 4 c h a r p t e r6c o n c l u s i o na n dp r o s p e c t 4 5 6 1c o n c l u s i o n 4 5 6 2p r o s p e c t 4 6 r e f e r e n c e s 4 8 a c k n o w l e d g e m e n t 5 1 r e s e a r c ha r t i c l e sf o rm a s t e rd e g r e e 5 2 v i 山东大学硕士毕业论文 摘要 高速公路运营期间产生的交通噪声，给周边地区居民产生了不利影响，需要 对高速公路交通噪声进行测量、评价和治理。但是，我国尚没有专门的高速公路 交通噪声测量方法，各地监测部门大多采用城市交通干线交通噪声测量方法。高 速公路交通噪声与城市交通干线交通噪声在声源强度、传播方式、影响范围等方 面都存在一定差异，采用城市交通干线交通噪声测量方法测量高速公路交通噪声 不能如实反映高速公路交通噪声的实际状况。因此，急需对高速公路交通噪声变 化、传播规律进行研究，制定统一的测量方法，规范全国的高速公路交通噪声的 测量。 本文运用声学测量技术，对山东省内多条高速公路的交通噪声进行了测量， 研究分析了高速公路交通噪声变化规律、高速公路交通噪声与车流量的关系等。 研究结果表明，高速公路交通噪声昼、夜等效声级相差不大，大部分路段夜间等 效等效声级略高于昼间等效声级；高速公路交通噪声在昼间7 ：0 0 1 1 ：0 0 与1 5 ： 0 0 - - - 1 8 3 0 时段和夜间2 2 ：0 0 - 2 4 ：0 0 时段，分别是昼、夜间噪声相对较高的两 个时间段；各时段测取的昼间每小时等效声级l a 朝z 与夜间等效声级l d 的差值 8 0 在3d b 之内，夜间每小时等效声级l a c q y 与夜间等效声级k 的差值8 0 在2 d b ( a ) 之内；高速公路交通噪声与大型车车流量关系最密切，一定程度上交通噪 声的变化主要是由大型车流量决定；我国高速公路两侧1 0 0 米范围内敏感点噪声 一般不达标，上坡坡度较大路段甚至两侧2 0 0 米范围内噪声存在超标。 本文还研究了温度对高速公路交通噪声测量的影响，为保证监测数据的准确 性，尽量选择在环境温度为1 0 - - 3 0 的范围内进行测量，如果测量现场校正差值 大于o 5d b ( a ) ，测量结果无效。进一步研究认为，采取多数敏感点进行间断式 测量、少数进行2 4 小时连续测量的方式，获得的数据有很好的代表性。提出了 各噪声测量点位应布设在交通噪声直接影响的敏感建筑物外不小于lm 处，测量 频次为昼夜各1 次，每次测量2 0 分钟。 最后，本文制定了详细的高速公路交通噪声测量方法，并进行了验证比对测 量。 关键词：高速公路；交通噪声；测量方法；声学 山东大学硕士毕业论文 a b s t r a c t t r a f f i cn o i s eg e n e r a t e db ye x p r e s s w a yo p e r a t i o nh a su n f a v o u r a b l ei n f l u e n c ef o r r e s i d e n t si nt h es u r r o u n d i n gr e g i o n t h u s ，i ti sn e e d e dt om e a s u r e ，e v a l u a t ea n d c o n t r o lt r a f f i cn o i s eg e n e r a t e db ye x p r e s s w a yo p e r a t i o n h o w e v e r ，t h es p e c i a l i z e d m e a s u r i n gm e t h o do fe x p r e s s w a yn o i s eh a s n o tb e e ne s t a b l i s h e ds of a r m o s to ft h e e n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n gd e p a r t m e n t st h r o u g h o u tt h ec o u n t r ya d o p tt h em e a s u r i n g m o t h o d so fn o i s ea l o n gm a i nu r b a nr o a d s t h e r ea r es o m ed i f f e r e n c e si ni n t e n s i t yo f n o i s es o u r c e s ，p r o p a g a t i o nw a y , a n di n f l u e n c er a n g eo fn o i s eb e t w e e ne x p r e s s w a ya n d m a i nu r b a nr o a d s ot h es i t u r a t i o no fe x p r e s s w a yn o i s ec a nn o tb er e f l e c t e da c c u r a t e l y b yt h em e a s u r i n gm o t h o d so fn o i s ea l o n gm a i nu r b a nr o a d s i ti su r g e n t l y n e e d e dt o r e s e a r c ho nt h ec h a n g ea n dp r o p a g a t i o nl a wo ft r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a y , e s t a b l i s ht h eu n i f i e dm e a s u r i n gm e t h o d ，a n ds t a n d a r d i z et h em e a s u r e m e n to ft r a f f i c n o i s ea l o n ge x p r e s s w a yt h r o u g h o u tt h ec o u n t r y w em o n i t o r e dt h et r a f f i cn o i s ea l o n gs o m ee x p r e s s w a y si ns h a n d o n gp r o v i n c e u s i n ga c o u s t i c a lm e a s u r e m e n tt e c h n i q u ea n da n a l y z et h ec h a n g el a w o ft r a f f i cn o i s e a l o n ge x p r e s s w a y , r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h et r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a ya n d t h e n u m b e ro fi n h a l e ，e t c t h ec o n c l u s i o n sa r eo b t a i n e da sf o l l o w s ：( 1 ) t h e r ea r en o t n o t a b l ed i f f e r e n c e si ne q u i v a l e n ts o u n dl e v e lo fe x p r e s s w a yb e t w e e nd u r i n gt h ed a y a n dd u r i n gt h en i g h t ( 2 ) t h et r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a yf r o m7 ：0 0t ol1 ：0 0a n d f r o m15 ：0 0t o18 ：3 0a r eh i g h e rt h a no t h e rt i m ed u r i n gt h ed a y , a n dt h et r a f f i cn o i s e a l o n ge x p r e s s w a yf r o m2 2 ：0 0t o2 4 ：0 0i sh i g h e rt h a no t h e rt i m ed u r i n gt h en i g h t ( 3 ) 8 0p e r c e n to ft h ed i f f e r e n c ev a l u e sb e t w e e nt h ed a y t i m ea n dn i g h t - t i m ee q u i v a l e n t s o u n dl e v e l sp e rh o u r , e g b e t w e e nl a e q za n dl da r el e s st h a n3d b ；8 0p e r c e n to ft h e d i f f e r e n c ev a l u e sb e t w e e nt h en i g h t - t i m ee q u i v a l e n ts o u n dl e v e lp e rh o u ra n d n i g h t t i m ee q u i v a l e n ts o u n dl e v e le g b e t w e e nl a e q z a n da r el e s st h a n2d b ( 4 ) t h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h et r a f f i cn o i s ea l o n ge x p r e s s w a ya n dt h en u m b e r o fl a r g e i n h a l ei st h ec l o s e t t oac e r t a i ne x t e n t ，t h ec h a n g e so ft r a f f i cn o i s ea r em a i n l y c o n t r o l l e db yt h en u m b e ro fl a r g ei n h a l e ( 5 ) t h en o i s eo fs e n s i t i v es i t e sw i t h i n10 0 m e t e r so nb o t hs i d e so fe x p r e s s w a yi sg e n e r a l l ys u b s t a n d a r d t h en o i s eo fs o m e e x p r e s s w a ys e c t i o n sw i t hh i g hu p h i l lg r a d i e n te v e nw i t h i n2 0 0 m e t e r so nb o t hs i d e so f e x p r e s s w a ye x c e e d st h es t a n d a r ds c o p e w ea n a l y z e dt h ee f f e c to ft e m p e r a t u r eo nm o n i t o r i n gw a f f l en o i s ea l o n g 2 e x p r e s s w l y i no r d e r t oe n s u r et h ea c c u r a c yo f m 。m t 。r i n gd a w e 仃i e d t 0m o m t o rm ar a n g e 。fe n v i r o 衄e n tt e m p e r a 呲e f r o m10t o3 0 i f 也ec o 仃e c t i 。n d i f f e r e n c ei s m 。r ct h a | 10 5d b ( a ) ，t h em o n i t o r i n g d a t ai sc o n s i d e r e dt ob ei n v a l i d n l ec o n c l u s l 。璐 a r e0 b t a i n e d 嬲f o i l o w s ：( 1 ) t h e o b r a i n e dd a t at h r o u g hc o m b i n i n gd i s c o 蝴吣 m e a s u r e m e n t i i lm o s to fs e n s i t i v es i t e sw i t hc o n t i n u o u sm e a s u r e m e n t i 1 1f e ws n e sa r e r e d r e s e n t a t i v e ( 2 ) t h em o n i t o r i n gs p o ts h o u l d b es e ta tm o r e 也a n o n em e t e r 印a n 的mn o i s e s e n s i t i v e 咖】咖e s t h ef r e q u e n c y s h o u l db es e tt om o n i t o r t w i c ead a y , m o m i n g 觚dm 咖，a n dt w e n t ym i n u t e s i 1 1s u c c e s s i o ne a c h i m e a tl a s t ，m e 删l e dm e a s u r e m e n t m e t h o d so ft r a f f i cn o i s ea l o n ge x p 佗s s w a y a r e p r o p o s e d 锄dp r 0 v e db ye x p 耐m e m 。 k e yw o r d s ：e x p r e s s w a y ；t r a f f i c n o i s e ；m e a s u r e m e n t m e t h o d ；a c o u s t i c s lirliilllllllllllllll。i 山东大学硕士毕业论文 第一章绪论 1 1 本论文选题背景及研究意义 我国高速公路建设的快速发展，对我国的交通运输与经济发展起到了巨大的 推动作用。同时对高速公路沿线两侧的环境造成了一定的影响，尤其是运营期间 产生的交通噪声，给周边地区居民的生活、工作、学习和休息带来严重干扰【， 特别是对距离高速公路路边1 0 0r n 以内敏感区域的声环境影响更大，由过去较安 静的环境( 夜间噪声s4 0d b ( a ) ) ，变成影响生活、休息的烦躁环境( 夜间噪声芝 5 5d b ( a ) ) 【2 j 。公路交通噪声由于其分布范围广、涉及面大、影响人口众多得到 了广泛关注【3 1 。长期暴露在交通噪声环境中，将带来公共健康问题【4 - 8 】：如听力下 降，影响心血管系统、消化系统、视力和神经系统，妨碍休息和睡眠。在高速公 路沿线两侧的敏感区域，已多次出现噪声扰民纠纷事件，这就使高速公路交通噪 声已越来越成为环境噪声管理与监测中的焦点问题。虽然，我国环境噪声污染 防治法中明确要求对高速公路交通噪声加以有效控, f j t g j ，但目前还没有直接执 行的标准，只有执行国家环境保护总局环发 2 0 0 3 1 9 4 号文关于公路、铁路( 含 轻轨) 等建设项目环境影响评价中环境噪声有关问题的通知【l 们，测量方法参照 执行工业企业厂界噪声测量方法( g b l 2 3 4 9 1 9 9 0 ) ，城市区域环境噪声测量 方法( g b t 1 4 6 2 3 1 9 9 3 ) 与声学环境噪声测量方法( g b t 3 2 2 2 1 9 9 4 ) ，这 些方法标准对测量方法的规定并不完全一致【1 1 1 3 】。而高速公路交通噪声的管理、 测量、控制和城市交通干线交通噪声又不是相同的，监测技术人员在实际监测时， 因没有统一的测量方法标准，使测量结果缺乏应有的可比性、代表性和完整性， 也不能确切地反映高速公路两侧敏感区域受影响的声环境实况。因此，研究高速 公路噪声变化、传播规律与测量方法，对于加强高速公路交通噪声的管理、测量 与控制污染势在必行。 国家交通部对公路建设造成的环境影响十分重视，早在1 9 9 6 年就颁布了公 路建设项目环境影响评价规范( 试行) 1 1 4 1 。各地高速公路主管部门也非常重视 公路建设中的环境问题i b l ，严格遵守了建设项目环境影响评价制度1 1 6 l 。环评预测 大多采用l ：环境影响评价技术导则声环境( h j p t 2 1 4 1 9 9 5 ) 1 1 7 1 推荐的美国联邦 公路管理局( f h w a ) 公路噪声预测模式1 1 8 】，或采用交通部公路建设项目环境影 4 山东大学硕士毕业论文 晌评价规范( 试行) 给出的模式0 9 2 0 i 。但预测结果与大量的环保验收实测数据偏 差较大 2 1 - 2 2 】，影响了高速公路交通噪声的管理与控制，其中一个重要原因是对高 速公路交通噪声的研究滞后，包括对噪声变化、传播规律与测量方法研究的滞后。 我国在上世纪8 0 年代，国家环保局曾组织了中科院声学研究所、中国环境 监测总站、同济大学声学研究所、北京市劳动保护科研所等2 0 个单位对城市道 路交通噪声进行了较大范围的研究。研究包括：机动车轮噪声源的分析和控制技 术