公路交通噪声预测

公路交通噪声预测TOC\o"1-3"\n\h\z1.1.1 关于公路模型1.1.2 HJ2.4-2009声导则公路模型1.1.3 交通部公路模型1.1.4 公路模式附加说明关于公路模型本版软件将原导则FHWA模型改为2009版声导则模型（简称CGM2009），同时可使用2006版交通模型（简称MC2006）。对同样输入数据，用户可选择任一模型进行预测。同样的条件下，CGM2009与MC2006的计算结果，在100m以上相差很小，在50m以内最大差异接近1dB，CGM2009系统偏大。主要原因：关于路面纵坡的修正：CGM2009对全部车型进行，而MC2006则仅对大型车和中型车；关于对路面的修正方面，CGM2009对全部车型进行，而MC2006仅对小型车修正。这个原因是导致CGM2009比MC2006预测结果系统性偏小0.5dB左右的主要原因。在不考虑纵坡和路面修正时，两者的计算结果是十分接近的。由于CGM2009是单车道模型，而MC2006是多车道模型，两者的计算结果必然存在差异。因为同一个预测点，采用CGM2009时，对每一车道分别计算后叠加，而预测点到各车道距离显然是不同的；而MC2006则采用同一套远近车道数据一次算出。特别对地面吸收效应这个参数的影响很大（近距离时对距离参数很敏感）。不过这一因素只影响近距离内（30m内）。另外，由于CGM2009本身无源强估算公式，本软件中仍保留采用MC2006的源强估算公式（即采用车流量和车型比，估算出车速和7.5m处A声级）。与程序旧版本相比，如果路边地面不是硬地面，而是绿化等软地面，由于考虑了地面吸收效应，路边相同距离处，从地面向上的声级变化应是从小到大再变小，在一定高度处有一个波峰，新版计算结果能体现出这一现象。具体地说，路边一定距离的建筑，噪声最大不是一楼，而可能是四五楼处。HJ2.4-2009声导则公路模型模型概述这一块改变较大。新模式接近于交通部规范的2006版，但细节考虑上有所不同。由于新导则中没有关于由车流量推导出车速、声源强度的公式，这一部分仍可参照交通部规范2006版。但模式主体已采用新导则。源强的计算：关于各类车型的单车行车速度，和在该速度下单车行驶辐射噪声级，这两个重要的参数，HJ2.4-2009声导则公路模型新导则中并没有给出相应的算法，这是新导则的重大缺陷之一。那么这两个参数认为可以由用户自行决定（比如类比测量）输入。另外也提供了用车流量估算的方法，这个方法来自于交通部规范2006版附录C.1.1预测模型a)第I类等效声级的预测模式（A.12）式中： ——第I类车的小时等效声级,dB(A);——第I类车在速度为Vi(km/h)；水平距离为7.5m处的能量平均A声级，dB(A)；Ni——昼间、夜间通过某个预测点的第I类车平均小时车流量，辆/h；r——从车道中心线到预测点的距离,m；r>7.5m；Vi——第I类车平均车速,km/h;T——计算等效声级的时间，1h;ψ1、ψ2——预测点到有限长路段两端的张角，弧度。——由其它因素引起的修正量，dB(A),=1-2+31=坡度+路面2=Aatm+Agr+Abar+Amisc1——线路因素引起的修正量,dB(A)；坡度——公路纵坡修正量,dB(A);路面——公路路面材料引起的修正量,dB(A);2——声波传播途径引起的衰减量,dB(A);3——由反射等引起的修正量,dB(A)。b)总车流等效声级若预测点受多条道路影响，应叠加。修正量和衰减量的计算A2.2修正量和衰减量的计算A2.2.1线路因素引起的修正量1a)纵坡修正量(坡度)b)路面修正量(路面)注意：关于这两项修正，本导则修正方式和内容均与交通部规范2006版不同，交通部是对源强进行修正，且只对小型车修正，这是导致两者预测计算不同的主要原因。A2.2.2声波传播途径引起的衰减量2a)障碍物衰减量Abar=1\*GB3①声屏障衰减量（Abar）计算（式A.18）式中，f声波频率，Hz。公路中可取500计算A声级衰减量。C为声速,340m/s。为声程差，m。有限长声屏障也用上式计算，但再根据遮蔽角进行修正。需要注意的是：对所有线声源屏障衰减量的计算，全部采用式（A.18）计算，不再采用HJ/T2.4-1995图6和HJ/T2.4-2009图A.5来查找，也不再采用公路建设项目环境影响评价规范1996版附录E1图E1-4查找。=2\*GB3②高路堤或低路堑声影区衰减量计算计算出声程差后，直接采用式（A.18）计算，不再采用图A.5来查找了。=3\*GB3③农村房屋附加衰减量估值b)Aatm、Agr、Amisc衰减项计算。按常规方式。A2.2.3由反射等引起的修正量3城市道路交叉路口噪声增加量，暂不由程序计算，用户可自行根据实际情况对个别敏感点增加（按导则表A.4）。两侧建筑物的反射修正量，如果用户已定义有建筑物，则此反射增量程序计算时已考虑了。交通部公路模型按交通部JTJ005-2006《公路建设项目环境影响评价规范（试行）》中有关噪声模型和算法进行预测。为便于查看，现抄录于下。模型概述这是一个半经验模式。要注意的是：不分车道。原则上是用于双向四车道的高速路，但在使用时以整条道路的车流量进行预测，不分车道进行。车型分成大、中、小三种。不允许其它车型划分方法，因为其重要的参数—平均行车速度是以大、中、小车型为基础的。车速以交通量估计出，因为是半经验性质，不允许以其他方式提供车速。预测模式的适用范围:预测点在距噪声等行车线7.5m以远处;车辆平均行驶速度在20~100km/h之间;预测精度为±2.5dB。预测模型(1)环境噪声级计算式中：—预测点的环境噪声值，dB；—预测点的公路交通噪声值，dB；—预测点的背景噪声值，dB。(2)公路交通噪声级计算式中：—i型车，通常分为大、中、小型三种车型，车辆小时等效声级，dB；—公路交通噪声小时等效声级，dB；Lo,I—该车型车辆在参照点（7.5m处）的平均辐射噪声级，dB；Ni—该车型车辆的小时车流量，辆/h；T—计算等效声级的时间，取T=1h；Vi—该车型车辆的平均行驶速度，km/h；ΔL距离—距噪声等效行车线距离为r的预测点处的距离衰减量，dB；ΔL地面—地面吸收引起的交通噪声衰减量，dB；ΔL障碍物—噪声传播途径中障碍物的障碍衰减量，dB；ΔL1—公路弯曲或有限长路段引起的交通噪声修正量，dB；模式参数选择C.1.1公路交通噪声预测模式中各参数的确定方法1车速1）公式计算法车速计算参考公式如式（C.1.1-1）和（C.1.1-2）所示：（C.1.1-1）（C.1.1-2）式中：i—第i种车型车辆的预测车速，km/h；当设计车速小于120km/h时，该型车预测车速按比例降低；ui—该车型当量车数；ηi—该车型的车型比；—单车道车流量，辆/h；—其他两种车型的加权系数。k1、k2、k3、k4分别为系数，按表C.1.1-1取值。表C.1.1-1车速计算公式系数车型k1k2k3k4mi小型车-0.061748149.65-0.000023696-0.020991.2102中型车-0.057537149.38-0.000016390-0.012450.8044大型车-0.051900149.39-0.000014202-0.012540.70957车型分小、中、大三种，车型分类标准见表C.1.1-2。车型比应按可行性报告中提供的交通量调查结果确定。表C.1.1-2车型分类标准车型汽车总质量小型车（S）3.5t以下中型车（M）3.5t以上～12t大型车（L）12t以上注：小型车一般包括小货、轿车、7座（含7座）以下旅行车等；大型车一般包括集装箱车、拖挂车、工程车、大客车（40座以上）、大货车等；中型车一般包括中货、中客（7座～40座）、农用三轮、四轮等。大型车、小型车以外的车辆，可按相近归类。2）根据项目直接影响区相似公路车辆运行状况分析确定车速。2单车行驶辐射噪声级Loi1）第i种车型车辆在参照点（7.5m处）的平均辐射噪声级（dB）Loi按下式计算：式中：右下角注S、M、L——分别表示小、中、大型车；Vi——该车型车辆的平均行驶速度，km/h。2)源强修正公路纵坡引起的交通噪声源强修正量ΔL纵坡计算按表C.1.1-3取值：表C.1.1-3路面纵坡噪声级修正值纵坡（%）噪声级修正值（dB）≤304～5+16～7+3＞7+5注：本表仅对大型车和中型车修正，小型车不作修正。公路路面引起的交通噪声源强修正量ΔL路面取值按表C.1.1-4取值。表C.1.1-4常规路面修正值ΔL路面路面ΔL路面（dB）沥青混凝土路面0水泥混凝土路面+1～2注：本表仅对小型车修正，大型车和中型车不作修正。3距离衰减量ΔL距离的计算：当行车道上的小时交通量大于300辆/h时，当行车道上的小时交通量小于300辆/h时，r—等效行车道中心线至接受点的距离，m。式中：r1—接受（预测）点至近车道行驶中线的距离，m;r2—接受（预测）点至远车道行驶中线的距离，m。r0—等效行车道中心线至参照点的距离，r0=7.5m;4地面吸收声衰减量ΔL地面计算ΔL地面=-Agr当声波越过疏松地面传播时，或大部分为疏松地面的混合地面，且在接受点仅计算A声级的前提下，Agr可用下式计算：Agr——地面效应引起的衰减值，dB；d——声源到接受点的距离，m；hm——传播路径的平均离地高度，m；hm=面积F/d，可按图C.1.1-1进行计算。若Agr计算出负值，Agr可用0代替。其他情况可参照《声学户外声传播的衰减第2部分；一般计算方法》（GB/T17247.2）进行计算。图C.1.1-1估计平均高度hm的方法5公路弯曲或有限长路段引起的交通噪声修正量ΔL1(式C.1.1-7)ΔL1=10lg（θ/180）（dB）(C.1.1-7)式中：θ-预测点向公路两端视线间的夹角，（º）。见图C.1.1-2到～C.1.1-4。图C.1.1-2有限长路段图C.1.1-3公路内弯曲图C.1.1-4公路外弯曲6障碍物声衰减量ΔL障碍物的计算(C.1.1-8)1）ΔL树林为林带引起的障碍衰减量。通常林带的平均衰减量用下式估算：(C.1.1-9)式中：k—林带的平均衰减系数，取k=-0.1dB/m；b—噪声通过林带的宽度，m。林带引起的障碍衰减量随地区差异不同，最大不超过10dB。例如北方地区林木密度小，衰减量适当降低。2)ΔL农村房屋为农村建筑物的障碍衰减量。一般农村民房比较分散，它们对噪声的附加衰减量估算按表C.1.1-5取值。在噪声预测时，接受（预测）点设在第一排房屋的窗前，随后建筑的环境噪声级按表C.1.1-5及图C.1.1-5进行估算。表C.1.1-5建筑物噪声衰减量估算值房屋状况衰减量ΔL噪声级修正值（dB）第一排房屋占地面积40%～60%-3dB房屋占地面积按图C.1.1-5计算第一排房屋占地面积70%～90%-5dB每增加一排-1.5dB最大绝对衰减量≤-10dB注：表C.1.1-5仅适用于平路堤路侧的建筑物。房屋占地面积S=S1+S2+…+SN接受点对房屋张角至行车线三角形的总面积S0=SΔ房屋占地面积百分比=图C.1.1-5第一排房屋占地面积计算示意图3）ΔL声影区为预测点在路堤或路堑两侧声影区引起的绕射声衰减量。当预测点处于声照区，ΔL声影区=0；当预测点处于声影区，ΔL声影区主要取决于声程差。在计算绕射声衰减量时使用菲涅耳数，菲涅耳数定义如下式：(C.1.1-10)式中：——菲涅耳数；——声波波长，m；——声程差，m；由图C.1.1-6计算，=a+b-c；a——声源与路基边缘（或路堑顶部）距离，m；b——接受（预测）点至路基边缘（或路堑顶部）距离，m；c——声源与接受（预测）点间的直线距离，m。图C.1.1-6声程差计算示意图线源绕射声衰减量的计算模式如式（C.1.1-11）：（C.1.1-11）其中t=20NMAX/3。预测模式的适用范围1公路交通噪声预测模式适用于双向六车道及以下的高速公路、一级公路和二级公路，其它公路可做参考。2预测点在距噪声等效行车线7.5m以远处。3车辆平均行驶速度在48~140km/h之间。高架道路和立交区交通噪声预测C.2.1高架道路噪声预测进行高架道路噪声预测时，在交通噪声预测模式中增加一项防撞护栏的降噪量。C.2.2立交区噪声预测分别计算主路到预测点的噪声级及匝道到预测点的噪声级，然后叠加。预测点的交通噪声小时等效声级Leq(h)按式（C.2.2）计算：(C.2.2)——预测点的交通噪声小时等效声级，dB；——各主路、匝道的交通噪声小时等效声级，dB；其中匝道上的车速按常规取值：小车：40~50km/h；中车：30~40km/h；大车：20~30km/h。亦可类比调查确定。公路模式附加说明路段、基础平面与车道(1)将预测的道路可分成一个个路段，定义路面中心线两端点P1P2的三维坐标以确定这个路段的位置。在一个路段内，道路为直线段，所有参数在沿公路路线方向上的变化可忽略。(2)对每一个路段可分别定义道路两侧的地面状况。以从P1点面向P2点分成左右两侧。路段每侧的遮挡物最多可有一个声屏，一个树林带，三排建筑物。声屏、树林带、建筑物都与路段平行，且同样长。(3)对于一个路段，以路面为基准平面，其它物体的相对高度均以路面为基准平面，路面以上为正，路面以下为负。路段的侧面，有向上的山坡，则称为路堑；有向下的边坡，则称为路堤。路段两侧可以分别是路堑或路堤。(4)设定声源高度离路面为1m。而预测点的位置默认为是声级计探头的位置(不再在预测点上加高1.2m)。(5)一个路段上可以有多个车道，每一个车道的中心线称为该车道的行车线。用车道行车线与路段中心线的偏移量来定义车道的位置，向左偏的，偏移量为负值，向右偏的，偏移量为正值。(6)交通部模型原则上只适用于双向四车道的高速路，且直接计算出整条路段对预测点的叠加值（在EIAN中，对于其它非四车道公路，也可进行计算）；CGM2009模型原则上只适用于单车道公路，对于多车道公路，需要对每一车道单独计算后，再进行叠加处理。(7)两模型要求预测点离等行车线大于7.5m。但为了计算的通用性，EIAN中统一允许最近距离为5m，小于5m的一律取5m。这样计算有一定的误差，但比直接用7.5m处的声级来代表替要好一些。车型、车流量、车速与声功率、参考辐射声级在使用交通部模型或CGM2009模型时，车流量N，车速V和汽车噪声大小是三个重要的参数。一般不同的车型之间这些参数相差较大，所以要分别给出。交通部模型和CGM2009模型均将车型分成三类：大型车、中型车和小型车。但对这三种型号的定义，两个模型则有所不同：以上参数使用时都使用小时平均，因此最终的预测结果应是小时等效声级。如果N、V和LW是由年日均交通总量来推导出，则这一结果更含有“年均”的意义。但是要注意的是，对于交通部模型来说，只要给出某一路段中所有车道总的车流量即可，而对于HJ2.4-2009模型来说，则需要分别对每一车道单独给出小时车流量。粗略的方法可以认为每一车道中的车流量都相同。若要精确计算，可以将一个路段分解成一系列平行的路段，每个路段中只有一个车道，对每一车道中的不同车型，可给出相应的N、V、L0参数，再计算它们在同一点的叠加结果。关于路面粗糙度,坡度,路边地面类型的修正(1)路面粗糙度路面类型:沥青混凝土路面;水泥混凝土路面;普通砂石路面对所有车型进行修正.沥青混凝土路面+0;水泥混凝土路面+(1-2)；砂石路面+(3-5)注：当小型车比例占60%以上时，取上限否则取下限(2)上坡修正对所有车型按下式进行修正:大型车=98*B中型车=73*B小型车=50*BB为公路的坡度。(3)路边地面类型(从公路边到预测点所经过的地面,可不包括边坡)分三种:硬地面,一般地面和软地面硬地面:经过铺筑的地面，如：沥青混凝土、水泥混凝土、条石、块石及碎石地面等一般地面:一般未经铺筑的地面,如泥地软地面:绿化的地面,如草地,有农作物的田野,灌木丛在CGM2009模型中对地面覆盖系数a的取值:硬地面0,一般地面0.25,软地面0.5在交通部模型中对地面状况常数K1取取值:硬地面0.9,一般地面1.0,软地面1.1关于边坡,声屏障,建筑物,树林带的处理方法(1)公路边坡如果公路路面与路边的地面标高不同,则会在路边形成边坡路面高出地面时,会形成路堤;路面低于地面时,会形成路堑也可能出现公路路面一侧形成路堤,另一侧形成路堑的情况如果预测点处于路堤或路堑的声影区,则进行隔声计算,否则隔声量为0(2)声屏障专门指专用隔声溥屏障.并且假设其与公路路线平行,长度相同,声波只能从屏障顶上绕射到达预测点,没有其它路径.其本身隔声损失应在34dB以上,因此不考虑透射声.声波的代表频率约为500HZ.在公路的一侧,只能设置一条声屏障.当声屏对预测点形成声影时,进行隔声计算,否则隔声量为0(3)建筑物在公路的一侧可以设置三排建筑物,假设它们与公路路线平行,同一排中高度和宽度相同.如果预测点只能看到公路行车线上4.5m处以上位置,则认为预测点处于建筑物的声影区,否则预测位于声照区.(在实际计算时,设定预测点与建筑物之间的水平距离最小为1m)如果预测点处于声影区中,则当第一排建筑物占预测点与路面中心线间面积的40%~60%时，dL2=3dB；当第一排建筑物占预测点与路面中心线间面积的70%~90%时，dL2=5dB；每增加一排建筑物，dL2值增加1.5dB，最多为10dB。如果预测点处于声照区,则隔声量为0如果预测点位于建筑物内部,则隔声量为该排建筑物的隔声损失.如果预测点位于第一排建筑物之前,则不受隔声影响(但可能受其反射声影响)如果预测点位于第二排建筑物之前,则受第一排建筑物隔声影响如果预测点位于第三排建筑物之前,则受第一,二排建筑物隔声影响如果预测点位于第三排建筑物之后,则受第一,二,三排建筑物隔声影响(4)树林带在公路的一侧可以设置一