第3章 交通噪声及防治

第三章

交通噪声污染评价3.1基本声学知识3.2机动车噪声3.3影响评价3.4防治方法3.1基本声学知识声音与噪声声音——声音是物体振动波在媒质中的传播振动的物体叫“声源”人耳能感受到的声波频率范围在20~20000Hz之间低于20Hz的声波叫“次声”，高于20000Hz的声波叫“超声”交通噪声3.1基本声学知识声音与噪声点声源与线声源——在某一时刻声波到达的各点所形成的包迹面称为“波阵面”根据波阵面的形状，可将声波分为“球面波”、“柱面波”球面波一般由点声源产生柱面波一般由线声源产生交通噪声3.1基本声学知识声音与噪声噪声——使人烦恼不安、人们所不需要的声音。一个声音是否是噪声，因人而异交通噪声3.1基本声学知识噪声（声音）的计量

1）声功率（W）——声源单位时间内向外辐射的声能，单位W（瓦）。

声功率是最基本的单位

线声源的声功率的单位:W/m（瓦/米）

几种常见的声源的声功率见表4-1。交通噪声3.1基本声学知识噪声（声音）的计量

交通噪声3.1基本声学知识噪声（声音）的计量

2）声强（I）——单位时间内在垂直于声波传播方向的单位面积上通过的声能量，单位:W/m2点声源：线声源：（线声源功率单位W/m，单位长度的功率）交通噪声3.1基本声学知识噪声（声音）的计量

3）声压（P）——媒质（如空气）中的压强相对于无声波时的增加量，单位：帕（Pa）。声压与声强的关系是：式中：ρ0——空气密度C——空气中的声速，m/s

ρ0C——称为空气的特性阻抗20oC时，ρ0C=415（kg/m2s）交通噪声3.1基本声学知识噪声（声音）的计量

4）声压级（L）——正常人耳的听阈与痛阈分别为2×10-5Pa和20Pa，相差一百万倍,不方便.故引进“声压级”的概念

式中：L——声压级，无量纲，但定为:分贝（dB）P——实际声压P0——基准声压（人耳听阈），P0=2×10-5（Pa）交通噪声3.1基本声学知识噪声（声音）的计量

声压的叠加声压级的叠加交通噪声3.1基本声学知识噪声（声音）的计量【例1】有四个噪声源，声压级分别为100，95，93，90，求叠加后的声压级

交通噪声3.1基本声学知识噪声（声音）的计量【例1】解:

交通噪声3.1基本声学知识噪声（声音）的计量【例1】如果，分步依次将两两声级叠加，看结果如何？

交通噪声3.1基本声学知识噪声（声音）的计量【例1】

结果完全相同!

还可以按不同的组合方式两两依次叠加，结果也会相同

可见,叠加顺序可以是任意的

交通噪声3.1基本声学知识噪声的频谱在以频率作为横坐标（指数轴），声压级为纵坐标（算术数轴）的坐标系上描出的曲线叫噪声的频谱曲线。帮助理解噪声的结构，以便首先降低或消除那些主要的频率成分。交通噪声3.1基本声学知识噪声的频谱横坐标中的一格，称作“一个频程”，f2=2

f1f1、f2分别成为这个频程的下限频率和上限频率；fc，称为这个频程的中心频率，代表这个频程交通噪声3.1基本声学知识噪声的主观评价

1）响度级用“响度级”刻划人们对噪声的主观感觉。响度级与声压级和噪声频率有关。当频率较低（<100Hz）时，响度级低于实际的声压级；当频率在3000~4000Hz时，人耳感觉到的响度级高于实际的声压级（最高）。以1000Hz为基准频率，将此频率纯音的声压级定义为响度级值。交通噪声3.1基本声学知识噪声的主观评价

1）响度级交通噪声3.1基本声学知识噪声的主观评价

2）A声级刻画响度级的检测仪器是根据声音的频率对实际的声压级进行增减修正，这种修正方法叫“频率计权”所测出的声级称为“计权声级”。

交通噪声3.1基本声学知识噪声的主观评价

2）A声级人们发明了几类（A、B、C）测“计权声级”的仪器其中A类仪器测得的空气中的声级（叫A声级）与人耳的主观反映最接近因此国际上多采用A声级作为评价量，单位为dB(A),记LA交通噪声3.1基本声学知识噪声的主观评价

3）等效声级当噪声随时间变化不大（稳态噪声）时，A声级可直接作为评价量当噪声随时间起伏变化时，则计算其平均A声级来评价噪声，称为“等效A声级”，记为LAeq

交通噪声3.1基本声学知识噪声的主观评价

3）等效声级①作阶段性变化时：阶段等效A声级为式中：ti——第i时间段时间长；

LAi——第i时间段内（平均）A声级。交通噪声3.1基本声学知识噪声的主观评价

3）等效声级

②作连续性变化时：阶段等效A声级为式中：t1、t2——时间段的上下限；

LA(t)——随时间变化的A声级。交通噪声3.1基本声学知识噪声的主观评价

4）昼夜等效声级

噪声在夜间对人的干扰更大，将夜间噪声级加10dB，然后再计算一天的等效声级。记为Ldn：

式中：Ld、Ln——昼间的等效声级、夜间的等效声级；Td、Tn——昼间、夜间的时段划分，昼间：6:00~22:00。交通噪声3.1基本声学知识噪声的主观评价

5）统计声级（累计分布声级）用噪声的累计概率表示这类噪声的大小，记为LN：表示在测量时间内有N%的时间

的噪声级超过了LN。常用的指标有L10、L50、L90。如L10=80dB表示有10%的时间噪声级超过了80dB，二90%的时间噪声级低于了80dB。一般的，L10代表峰值，L50代表中值，L90代表背景的噪声级。交通噪声3.1基本声学知识噪声的容许标准交通噪声3.1基本声学知识交通噪声噪声的容许标准3.1基本声学知识【例2】在公路旁的一所学校的教室内用A声级监测仪测得时间8:00~10:00间三个阶段的平均A声级如下表，问该时间内的该教室的噪声是否超标？交通噪声3.1基本声学知识【例2】

解：这是噪声随时间作阶段性变化的问题。其中，T=2h，T1=1h,T2=T3=0.5h经查表4-2，超过文教区域标准容许值55dB（A），故超标

交通噪声1、计算三个声压级88，67，70的叠加声压级。2、计算以下一天的昼夜等效声级。交通噪声3.1基本声学知识——作业1、计算三个声压级88，67，70的叠加声压级。2、计算以下一天的昼夜等效声级。交通噪声3.1基本声学知识——作业3.2机动车噪声机动车噪声的构成主要由动力噪声和轮胎噪声构成：

动力噪声——发动机是噪声源，包括进气噪声、排气噪声、冷却风扇噪声及传动机械噪声。动力噪声强度主要取决于发动机的转速，直观表现为与车速、爬坡有直接关系。轮胎噪声——由轮胎与路面接触产生的噪声及轮胎激振车体产生的噪声组成，主要由车速决定，与路面材料、轮胎纹理也有一定关系。交通噪声3.2机动车噪声机动车噪声的测量交通噪声车辆以某一速度均匀驶过测量区，在两侧标准测量点位置（距行车中心线7.5米，距地面1.2米）安置传声器，记录下噪声级及频谱。每个车速下往返各测一次，然后计算其平均噪声级测量场地布置如右图3.2机动车噪声机动车噪声的标准公式在标准测量点（距行车线7.5m，高度1.2m）测得，平均噪声级与车速关系：大型车：Ll=77.2+0.18Vl

中型车:Lm=62.6+0.32Vm

小型车:Ls=59.3+0.23Vs

交通噪声3.2机动车噪声修正1）路面因素：沥青路面：ΔL沥青面=0

水泥混凝土路面:交通噪声3.2机动车噪声修正2）纵坡因素：大型车：ΔL坡l=98·β

中型车:Δ

L坡m=73·β

小型车:Δ

L坡s=50·β式中，β为纵坡坡度交通噪声3.2机动车噪声标准位置测定实际噪声级分车型公式：

Loi=Li+ΔL路面i+ΔL纵坡i叠加公式：式中，i=l（大）、m（中）、s（小）交通噪声3.2机动车噪声【例3】

沥青混凝土路面，大、中、小型车平均车速分别为25、30、35km/h，纵坡3%。求标准测量点测得的噪声A声级。

解：（1）求各车型声压级：交通噪声3.2机动车噪声【例3】

（2）求各型车修正的噪声声压级交通噪声3.2机动车噪声【例3】

交通噪声（3）求叠加的实际噪声级

3.3影响评价一般规定评价范围——项目《可行性研究报告》提供的中心线两侧各200m范围内。评价对象——环境噪声敏感区建筑物，一般以200人以上的学校，50户以上的居民住宅，2张以上的床位以上的医院病房、疗养院住房及特殊宾馆作为重点评价对象，其它地带作为一般评价对象。评价标准——按前面表3-2提供的环境噪声标准。交通噪声3.3影响评价现状评价调查——调查评价范围内须重点评价的对象，给出位置示意图。列表给出各评价对象的桩号、距路中心线的距离、朝向、高度、受噪声影响的人数。监测——在评价对象受其它噪声（铁路、其它公路、工业噪声）影响较大的地带布2~3个监测点，每个测点上连续测2天。评价说明——根据《城市区域环境噪声标准》和监测结果进行评价。当噪声现状值超标时，应说明超标原因。交通噪声3.3影响评价影响预测1）有关概念等效行车线：当一条公路有多条车道时（不计方向），假想出一条等效车道，它的中心线叫等效行车线，其距评价对象位置的距离为：注意：机动车流对路旁的噪声影响与机动车流的方向无关，故双向的车流可以虚拟地看作一个方向的车流交通噪声3.3影响评价影响预测1）有关概念平均车头间距d

：式中：qi——i型车平均流量Vi——i型车平均车速，与qi有关，与道路标准有关平均车头间距分时段，如：昼间、夜间；分车型。注意：此处车头间距与交通工程通常意义所指的不同，是双向车流虚拟为一个方向车流的车头间距。交通噪声3.3影响评价影响预测2）单车型预测公式式中：Loi——i型车标准测量点的平均噪声级，见上节；

qi——i型车平均流量，辆/h；

Vi——i型车（分昼、夜间）平均行驶车速，km/h；

交通噪声3.3影响评价影响预测2）单车型预测公式式中：ΔL距离i——评价对象距等效行车线的距离的噪声修正值，见下式：当r

di/2时，当r>di/2时，式中：K1——预测点至公路之间地面状态因子，见表4-4；K2——与车头间距有关的参数，见表4-5。交通噪声3.3影响评价影响预测2）单车型预测公式交通噪声3.3影响评价影响预测2）综合预测公式

式中：LAeq,l、LAeq,m、LAeq,s——分别为大、中、小型车（昼间/夜间）监测点受到的噪声级数dB（A）

ΔL曲——公路曲线或有限长度路段引起的修正值；

ΔL障——公路与预测点之间障碍物引起的噪声修正值

交通噪声3.3影响评价影响预测2）综合预测公式

——预测点对路段两端点的张角

交通噪声预测点路段3.3影响评价影响预测2）综合预测公式

ΔL障=ΔL林+ΔL建+ΔL声影式中，ΔL林——预测点与公路间高于4.5m林带的隔音值，ΔL林=

b

——林带平均隔音系数，取0.12~0.18dB/m，林带越高，越高b——林带宽度，mΔL建——建筑物隔音值，见右边表4-6交通噪声3.3影响评价影响预测2）综合预测公式关于ΔL声影名词：声影区、声照区——参见图4-5、图4-6交通噪声

图4-5

高路堤图4-6低路堑

3.3影响评价影响预测2）综合预测公式关于ΔL声影对声照区，ΔL声影=0对声影区，ΔL声影=f(s)=f(A+B-C)式中：A、B、C为“声障三角形”的三条边，其意义见右边图4-7交通噪声图4-7声障三角形

3.3影响评价影响预测2）综合预测公式

关于ΔL声影f(s)为声障衰减函数，见下图交通噪声3.3影响评价影响预测3）叠加其它噪声源的预测公式如果除本公路外，还有已存在的其他交通干线（铁路、公路等），以及工业噪声，则最后还须与这些噪声源发出的声级叠加。

交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】水泥路面，三类型车的流量、速度见表4-7，无纵坡，之间无障碍物，为一般土地面，预测点距等效行车线及预测点与道路几何形状如图4-9，求预测点的声压级。

交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】水泥路面，三类型车的流量、速度见表4-7，无纵坡，之间无障碍物，为一般土地面，预测点距等效行车线及预测点与道路几何形状如图4-9，求预测点的声压级。

交通噪声9 1253754 周漪 三等 交通方向 4.37821 4.34459 0.19500 4.539593.3影响评价影响预测【例4】解：（1）根据公式，求各路段上各型车队预测点的噪声级

交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】解：（1）根据公式，求各路段上各型车队预测点的噪声级

交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】解：（1）根据公式，求各路段上各型车队预测点的噪声级

交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】解：（1）根据公式，求各路段上各型车队预测点的噪声级

交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】交通噪声同理,(LAeq)m2=57.8;(LAeq)m3=53.93.3影响评价影响预测【例4】交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】交通噪声同理,(LAeq)s2=57.9;(LAeq)s3=55.23.3影响评价影响预测【例4】交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】（3）分路段计算声压级，见下表交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】（4）各路段叠加：交通噪声解毕。3.3影响评价影响预测【例4】

以上是先根据路段划分，后据车型划分（即路段为外层，车型为内层，如右图）的计算方法。如果先以车型划分，后以路段划分。也即：对大型车，求各路段的声级，再叠加，对中、小型车座同样的工作，最后将大、中、小型车的声级叠加，其结果是否是一样的呢？交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】现在我们就来先作路段叠加，后作车型叠加，如右图。先作路段叠加时，先应求ΔL曲、ΔL障的修正，因为各路段的ΔL曲不同（各路段的、ΔL障=0）。计算如下表：交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】交通噪声3.3影响评价影响预测【例4】因此，交通噪声结果表明，两种叠加方法所得的结果都是69.9。

3.3影响评价——作业1、一条平直的水泥混凝土双向道路上（两侧各一个车道，与测量点之间都没有障碍物），其中一个方向一分钟内均匀地行驶过10辆大型车，反方向则同时均匀的行驶过10辆小型车，速度都为50km/h。求在标准测量点测得的A声级。2、就综合预测公式，分析影响道路交通噪声的各个因素对声级影响特征（正影响\负影响）。交通噪声3.4防治方法交通噪声源控制传播途径的控制城市、交通规划与管理交通噪声3.4防治方法交通噪声源控制——低噪声汽车设计改善车辆结构，进行低噪声构件设计。包括：改善汽车动力和传动系统设计，如采用噪声更低的发动机、电动机；对发动机进行隔声处理，同时减少汽车排气噪声和机械撞击、摩擦噪声。低噪轮胎交通噪声3.4防治方法交通噪声源控制——低噪声道路设计1）道路线形设计：道路纵断面设计时避免采用过陡的纵坡。2）低噪声路面设计：在普通的沥青、水泥路面或其他路面结构上铺筑一层具有很高孔隙率(孔隙率通常在15％～30％)的混合料，其互通的孔隙网络可有效降低车辆的冲击声、附着声和气泵声。叫：PAWC交通噪声3.4防治方法交通噪声原理当汽车高速行驶，轮胎和地面相互作用时，轮胎表面花纹里的空气被高速挤压，并从轮胎与地面之间的缝隙排出，形成喷射噪声。大孔隙沥青混凝土(PAWC)之所以可以降低噪声，是因为其有许多半露出来的微小孔隙，可以“吞食”车轮滚动时发出的声响，排气效应不再发生，从而达到降低噪声目的。3.4防治方法交通噪声效果对比水泥混凝土路面，PAWC可以降低6~7dB(A)。对比密实沥青混凝土路面，PAWC可以降低3~4dB(A）。优点：降噪、行车舒适。缺点：耐久性不高，对路面结构的强度易造成不良影响，水稳定性要求高，空隙易堵塞。3.4防治方法交通噪声源控制——传播途径控制1）路堑式路基

2）建造声屏障（隔音墙）交通噪声3.4防治方法交通噪声源控制——传播途径控制1）路堑式路基

交通噪声3.4防治方法交通噪声源控制——传播途径控制1）路堑式路基

路堤、高架、平面、路堑的噪声依次减少。

参见书P94的图3-25交通噪声3.4防治方法交通噪声源控制——传播途径控制

建造声屏障（隔音墙）：为减轻行车噪声对附近居民的影响而设置在公路侧旁的墙式构造物，是减少公路，铁路及工业噪声的最有效的办法。交通噪声声屏障实例上海A16高速公路上海轨道交通4号线82声屏障实例83声屏障类型84单侧直板式：保护公路、高架桥一侧的居民点、学校等人口集中区。保护面积与隔声屏障的高度、长度有关