公路隧道噪声及其控制技术讲解

1、噪声控制工程学习总结题目公路隧道噪声及其控制技术学院:专业:姓名:学号:土木与环境工程学院XXXXXXXXXXXXXXX2015年4 月21 日公路隧道噪声及其控制技术摘要公路交通噪声污染是城市噪声污染的重要组成部分。公路隧道交通噪声是 目前亟待解决的一个重要的公路交通环境污染问题。本文从公路隧道交通噪声现状和隧道噪声的主要来源进行分析研究，该研 究有助于更好地了解隧道噪声的形成机理，对隧道洞内、洞外噪声的预测以及 提出相应的降噪措施具有一定的指导意义。1研究对象为路面直线形隧道。为了简化分析，隧道洞内噪声的预测通过引入虚墙的概念，使隧道长空间转化为镜像房间模型 ，应用室内声学理论研究了多 车

2、道、多车流量情况下的隧道交通噪声，并给出了预测模型；2隧道洞外噪声的预测，主要从隧道结构的角度出发，重点研究了隧道横断面形状、横断、角而 积、隧道长度及隧道长宽比对隧道洞口噪声的影响 ，并给出了矩形和半圆形横断 面隧道洞口噪声的统一预测公式；给出一些公路隧道噪声控制措施的同时，重点研究对比了采用具有不同声学特性的吸声材料和吸声结构对隧道内壁和顶部作降噪处理时，隧道洞内的降噪效果，结合各种吸声材料和吸声结构的物理特性及隧 道内潮湿封闭的环境，确定了适合公路隧道降噪的吸声材料和吸声结构。网本文通过对公路隧道交通噪声的研究得出了一些有意义的结论：1 .在隧道长度一定的情况下，隧道洞口噪声随横断面积的

3、增人向增人；2 .横断面形状对隧道洞口噪声的影响可忽略，矩形和半圆形横断面隧道的洞 口噪声可统一为与长宽比有关的预测模式；3 隧道内噪声随车道数和大车比例的增大而增大；4.不同的吸声材料对隧道的降噪效果影响显著。关键词：隧道噪声；虚墙；公路隧道；隔声墙摘要ii第一章国内外公路隧道噪声研究现状i第一节研究背景和意义i第二节理论研究i第三节实验技术研究2第二章公路隧道交通噪声特性3第一节 我国公路隧道交通噪声现状 3第二节公路隧道交通噪声的来源4第三节公路隧道交通噪声的影响因素分析5第三章隧道噪声控制措施8第一节 通风机噪声8第二节 发动机噪声8第三节轮胎路面噪声8第四节吸声材料9第五节 路堑、声

4、屏障与绿化带 9参考文献11iii公路隧道噪声及其控制技术第一章国内外公路隧道噪声研究现状第一节研究背景和意义隧道是山区高等级公路的重要组成部分，我国山区较多，近几年山区公路的建设也加快了步伐，修建了大量的隧道。但所建成的隧道，多数没有做吸声处理，隧道的交通噪声问题也就越来越受到人们的关注。交通噪声和通风机运作噪声经壁面多 次反射，混响声、直达声等叠加，产生较大的噪声值，使司机、乘客、检修人员感到非 常不舒适。另外，隧道内的强噪声可能对隧道本身也造成危害，使隧道顶部，内壁以及地面遭 到一定程度的伤害。目前，我国还未制定关于隧道环境噪声的国家或行业标准。城市区域环境噪声标准(GB3O96 93)

5、规定:道路交通干线两侧区域环境噪声 标准值为昼间70dB(A),夜间55dB(A)”已有大量资料显示，我国高速公路隧道产生的 噪声远超过了这一标准，如表所示。51995年重庆市某隧道噪声的现场测试，该座长度为300米左右的隧道内均为噪 声高污染带，隧道洞口处1小时等效连续A声级最低，为80dB;在隧道中部最高，为 89dB,也就是说，隧道口处噪声值比中部仅下降约 10%左右。表M 我国几条隧道的噪声情况/胡。)隧道名称中梁山隧道八一隧道石黄能道洞内测量89.590.49L3洞口测量83.886.885 J第二节理论研究日本在公路隧道降噪方面的研究比较早，在1971年，夏德荣校对公路隧道交通噪声

6、,6进行了声学处理研究，并评价了声学处理的测量方法。国外对铁路隧道噪声研究较多，例如,M.S.HOWE对铁路隧道入口处的声波的反 透射进行了详细的研究，4但铁路隧道内噪声的形成机理与公路隧道的机理差别较 大，值得借鉴处较少，根据日本研究介绍，公路降噪效果以路堑形式最佳，美国修建的 高速公路当通过声环境敏感地区时，亦常采用路堑形式。公路隧道噪声及其控制技术第三节实验技术研究国内外道路隧道降噪对策主要是选用配置消声器的低噪声射流风机 ，在隧道顶 部和侧墙上部内装吸声材料，特别在两端洞口外要安装露天型强吸声板，以及铺设低 噪音路面。对隧道进行降噪处理后，评价降噪效果的实验方法主要有：扬声器实验，单车

7、行驶 实验,典型隧道实测（对实际隧道作吸声处理前后的噪声级进行比较 ）隧道内吸声模拟 中间试验（缩尺模型实验）。11第二章公路隧道交通噪声特性第一节我国公路隧道交通噪声现状我国于1982年半颁布了城市区域环境噪声标准，于1993年重新进行了修订 (GB3096 93)，规定了城市各类区域的环境噪声标准，它对有效地控制城市环境噪 声起到积极的作用。表2-1城市5类环境噪声标准类别昼间/dB夜间/dB0504015545260503655547055(1) 0类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域。(2) 1类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类

8、标准。(3) 2类标准适用于居住、商业、工业混杂区(4) 3类标准适用于工业区(5) 4类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声限制也执行该类标准由表2 3和2 4可以看出，洞外与洞内相比，噪声状况有一定的降低，但洞外噪声和洞内噪声都远远超过了城市区域环境噪声标准中昼间70dB,夜间55dB的规定值。此外，我国的宝林山隧道、金鸡山隧道也有高达85dB(A)以上的噪声污染表2-3洞外噪声/dB(A)距洞口距离/m昼间夜间08379.91577.972.33075.469.5襄23例道内各种情阳嚷声MB(A)测项射流风机开

9、府射流风机关闭无交通 流风机 噪声昼间 交通与风机 混合噪声夜间 交通与风机 混合噪声珞间交通噪声便向交通噪声实测值75.3-81.688.7-90,084.6-85.888,9-89.984,2-84.6计权平均值79589.485.289484.4第二节公路隧道交通噪声的来源通风机噪声为冲淡污染空气，保障交通的流畅，使汽车按设计车速通过隧道，隧道内的通风设 计是隧道建设中的重要而且棘手的环节，而由通风机产生的噪声也成了隧道内噪声 的重要来源。7发动机噪声汽车在加速状态下的噪声源对噪声的贡献大小如图2 l所示。发动机噪声是汽车的主要噪声源，在我国，小轿车车外加速噪声中，发动机噪声约占55%;

10、大、中型 汽车车外加速噪声中，发动机噪声约占65%”图2汽不噪声源轮胎路面噪声轮胎噪声主要是由轮胎与道路相互作用而产生。轮胎在各种速度下及各种道 路表面运行，其噪声频带非常宽，在804000Hz。1500Hz以下的噪声占多数，且主要 集中在1000Hz附近。表26路面状况对轮胎噪声的影响路面状况噪声级/dB(A):光滑混凝土路面70光滑柏油路面72磨损混凝土路(露出颗粒)72粗糙混凝土路78第三节 公路隧道交通噪声的影响因素分析影响隧道噪声强弱的因素有车辆构成种类、车流量、行车速度、路面结构、路堤高度、车辆鸣笛、隧道内墙壁吸声系数等车辆构成种类及车速一般来讲，对每种类型的车，都有噪声随车速的增

11、大而增大，同样的行驶速度下，大 型车噪声最大，中型车次之，小型车最小如图2 6所示横坐标为车流量，纵坐标为噪声级，实线为洞内噪声，虚线为洞外 噪声。可以看出，噪声级随车流量的增加而增加，且隧道内噪声高于隧道洞外噪声。匚001S JU图26噪声随车流量的变化路面结构轮胎与路面的摩擦噪声与路面的种类有关.相同条件下，混凝土路面较沥青混凝 土路面高2dB(A),较碎石路面高4dB.降低路面引起的噪声，就要采用低噪音路面目前,国内外研究比较成熟，具有降噪功能的沥青低噪音路面有：排水路面、阻尼 路面、多孔弹性路面等。使用较多的是大空隙排水型路面 ，路面的空隙率超过20%, 噪音可降低2 4dB。但由于这

12、种路面强度不高且耐久性较差，我国道路超载现象 比较严重，故使用较少隧道内壁吸声系数的影响声波入射到材料表面时，若入射的声能为被吸收的声能为员，则这两个 声能之比，称为吸声系数a,即：(24)许多未作降噪处理的隧道路面，洞壁、和洞顶均为较光滑的水泥面，吸声系 数在0.1TM5之间，隧道墙壁对声波的吸收作用很小，是造成洞内噪声污染的 一个重要原因，吸声系数越大，吸声性能越好，隧道内噪声水平越低.般来说卜 改善隧道内的吸声系数是隧道噪声降低的最主要因素，第三章隧道噪声控制措施第一节通风机噪声隧道内的通风方式通常采用纵向通风，如图所示。而采用纵向通风方式的隧道， 射流风机直接悬挂在隧道顶部，噪声问题比

13、较严重，为降低风机产生的噪声，建议将通 风方式改为横向或半横向通风，并确保射流风机运转平衡。并且为进一步降低风机 噪声，应在射流风机上安装消声器以及在隧道顶部贴敷消声材料。射流式风机图52射流风机纵向通风方式第二节发动机噪声汽车发动机噪声，与车辆本身密切相关，不管是否在隧道内行驶，噪声控制的方法 是一致的。具降噪措施主要有：对进、排气噪声的控制采用消声器；对燃烧噪声的控制措施是，研发新的低噪 声燃烧室；降低机械噪声的控制主要是，合理的减少和采用最小的配合间隙和优化 齿轮结构参数和材料等，以减少部件之间的冲击；当进一步降低发动机本身噪声比较 困难时，常采用隔声罩，有局部隔声罩以及全封闭整体隔声罩

14、和隔声屏。第三节轮胎路面噪声汽车行驶速度，隧道内环境湿度、温度对轮胎路面噪声都有影响，在公路交通噪 声控制中，控制轮胎路面噪声的方法：一是采用低噪音轮胎，二是铺筑低噪音路面。 对于行驶在隧道内的车辆而言，为降低隧道噪声，改变已有的轮胎的花纹结构不太现 实,第二种方法是目前最成熟的控制轮胎路面噪声的措施。去 5“路面类型和4二速对噪声的影响/dB(A)车速(加/方)碎石路面上路水泥混凝土路而混凝上路而338686898345909289866094969288809592L第四节吸声材料为保护道路两侧附近的人类活动区及自然保护区，一般在道路两侧修建隔声屏 障。而在隧道内，由于在隧道内人车处于同一

15、声场，则要采用吸声屏障，要求降噪材料 有良好的吸声性能。网表5-2泳用建筑材料的吸声系数建筑材料倍频带中心频率/Hz)252505001k2k4k |吸声系数普通稻0.250,550.780.750.870.91涂漆融0,110300.500.500.500.52混凝土块0.240.120,090300,320.83涂漆混凝土块0.360,390.440.500.550.55混凝土0.200.400 600.520.650.62木料0.100.280.550.600.600.56灰泥0.270J20.420,860.48030第五节 路堑、声屏障与绿化带美国修建高速公路，当通过声环境敏感地区时

16、，常采用路堑形式，不但可以减少 交通噪声，还不会因设置声屏障而影响路侧景观，因此，在隧道的洞口过渡段可采用此 方法，降低洞口过渡段噪声对周围环境的影响。路堑的深度可视路侧环竞敏感点预 测的环境噪声超标情况而定，长度可视敏感点沿走向所占的范围而定采用声屏障降低公路噪声是目前应用较为广泛的降噪方式。声屏障主要通过对 声波进行吸收、反射等来降低噪声，声屏障类型各异，一般可分为吸收型、反射型和 吸收反射复型。在选择声屏障时，应根据受保护地区的敏感程度及特点来选择合适 的声屏障类型。在隧道洞口两侧种植绿化带，是防治交通噪声的另一有效措施，它既能吸收有害 气体,又能美化环境。据有关资料研究表明，当绿化带的宽度达10m以上时，可降低交 通噪声4 一 5dB。三七才立也.生H.鼻胃参考文献1顾尚华，道路交通噪声的危害与控制措施，交通与运输,2093(2):24 252冯基学，公路隧道内环境口声限值的探讨，重庆交通研究设计院,20043崔涛，隧道环