高速公路噪聲距離衰減規律分析

福建省環境監測中心站 林 峰

?

高速公路噪聲距離衰減規律分析

福建省環境監測中心站 林 峰

根據高速公路噪聲的現場測試結果，采用相關分析方法，求出噪聲級和距離的函數關系表達式，得到高速公路噪聲距離衰減的規律。

高速公路 噪聲 距離衰減

1 前言

隨著我國高速公路建設速度的加快，高速公路產生的噪聲污染問題越來越引起人們的關注。公路交通噪聲及其傳播規律的研究迅速地拓展到高速公路，公路交通噪聲的預測模式已被廣泛應用于高速公路的噪聲預測。《環境影響評價技術導則聲環境》（HJ/T2.4-1995）提出用美國聯邦公路管理局（FHWA）的預測模式，《公路建設項目環境影響評價規范》JTJ 005-1996（試行）和JTG B03-2006也分別提出各自的預測模式。2010年，環境保護部發布了《環境影響評價技術導則聲環境》HJ2.4-2009，代替HJ/T2.4-1995，于2010年4月1日開始實施，目前普遍使用其規定的公路交通運輸噪聲預測模式進行高速公路的噪聲預測。

公路交通運輸噪聲預測模式的主要參數是車輛噪聲源強和距離衰減量。《環境影響評價技術導則聲環境》HJ2.4-2009的預測模式未涉及車輛噪聲源強的計算問題。《公路建設項目環境影響評價規范》（JTJ 005-1996和JTG B03-2006）均提出了車輛噪聲源強的計算方法。近年來隨著車輛制造技術的發展，車輛噪聲有所降低，且高速公路行駛車輛的車速較快，車況與其他公路也有所不同，因此車輛噪聲源強的各種計算方法一直未能得到廣泛的認同。目前比較認可的方法是對同類道路且車速相近的各類車型的車輛噪聲進行監測，采用類比分析得到水平距離7.5米處的能量平均A聲級。本文不討論車輛噪聲源強問題。

《環境影響評價技術導則聲環境》HJ2.4-2009的預測模式的基本模式為單車道模式，其距離衰減量主要取決于車道中心到預測點的擴散衰減和地面效應衰減，再將各個車道噪聲對預測點的影響聲級迭加，得到公路噪聲影響的預測結果。因此，其距離衰減的規律不夠直觀，不能直接表述不同距離的衰減量與距離的關系。

高速公路噪聲距離衰減規律的直觀表述形式是求出水平面上垂直于高速公路的線上各點的噪聲級和距離的函數關系式。此關系式包含了各車道各車型的車輛噪聲級、車流量、車速和地面效應衰減等因素的總體影響結果。本文根據對已運營的高速公路噪聲的現場測試結果，采用相關分析的方法，在保證較高相關性的前提下，得到噪聲級和距離的函數關系表達式。

2 現場測試

為了研究高速公路交通噪聲的距離衰減規律，現場測試選擇足夠長的平直道路并在途經的開闊平坦的曠野中進行。在垂直于高速公路的直線上設置6個測點，測點位于距離主車道中心線5m、35m、65m、95m、125m、155m處。為避免因地形高差所帶來的附加衰減和影響，各測點均在高于路面1.2m的同一水平面上。

現場測試分別在福泉高速公路莆田段(K83+300)、廈漳高速公路東孚段(K245+600)及漳龍高速公路浮蔡段(K94+400)三處實施，測量分晝間和夜間兩個時段進行。

現場測試使用6臺同一廠家同期生產的同型號聲級計進行測量。測量前先用同一個聲級校準器校準，并在同一點位同步測量高速公路交通噪聲20分鐘，6臺儀器的LAeq測量值極差小于0.5dB，以保證儀器的差異造成測量誤差。對6個測點同樣采取同步測量的方法測量20分鐘。

高速公路交通噪聲距離衰減的測量結果詳見表1。

表1 高速公路交通噪聲距離衰減測量結果 單位：LAeq,dB

3 高速公路噪聲級與距離的函數關系式

《環境影響評價技術導則聲環境》HJ2.4-2009預測模式的基本表達式如下：

式中：

(h)——第i類車的小時等效聲級，dB(A)；

N——晝間，夜間通過某預測點的第i類平均小時車流量，輛/h；在指定的時間T(1h)內；

——從車道中心線到預測點的距離，m；

V——第i類車的平均車速，km/h；

——計算等效聲級的時間，1h；

Ψ、Ψ——預測點到有限長路段兩端的張角，弧度；

ΔL——由其他因素引起的修正量，dB(A)。

預測模式為單車道模式，我省目前的高速公路大多為雙向4車道，應分別計算各車道對預測點的聲級后，經疊加后得到貢獻值。對高速公路而言，高聲級的大、中型車輛一般在主車道行駛，因此最靠近預測點的主車道噪聲影響最大。在求取高速公路噪聲級與距離的函數關系式時可以將主車道中心線到預測點的距離r作為自變量，求得預測點的A聲級LA與r的關系式。

相關分析一般采用一元線性回歸的方法，但由現場測試的結果分析，LA與r的線性關系規律不顯著，顯然不適合使用線性關系表達式進行相關分析。由預測模式可以看出，求取LA與r的關系，可以嘗試先將r取自然對數，再求取LA與lgr的相關關系。高速公路噪聲級與距離的函數關系式相關分析仍可采用一元線性回歸的方法，函數關系表達式：LA＝a＋b×lgr ，a、b為系數，所得到的回歸方程見表2。

表2 高速公路交通噪聲級距離衰減相關分析結果

4 結論與分析

由相關分析結果可知，高速公路噪聲級與距離的函數關系式用LA＝a＋b×lgr作為表達式，采用一元線性回歸的方法進行相關分析，各條高速公路無論白天或夜間的多次測量結果，其回歸方程的相關系數γ均大于0.99，表明了高速公路不同距離的噪聲級與距離的對數值有顯著的相關性，函數關系表達式合理。高速公路交通噪聲級距離衰減規律與距離的對數值密切相關。

對高速公路交通噪聲級距離衰減規律的分析結果，各條高速公路多次測量結果的重現性很高，距離衰減量相當接近，距離衰減系數b的取值范圍為12.12～13.43，即距離增加一倍，噪聲級衰減量3.6～4.1dB。高速公路交通噪聲級距離衰減量比點聲源幾何發散衰減小，比線聲源幾何發散衰減大，高速公路交通噪聲級聲源幾何發散衰減規律介于點聲源和線聲源之間，類似于有限長線聲源。

高速公路交通噪聲級的距離衰減規律在高速公路噪聲影響的管理、噪聲的預測、公路兩側建設的規劃控制以及高速公路噪聲影響的控制措施等方面有廣泛的指導意義。

另外，關系式中系數a的值取決與車輛噪聲級、車速和車流量等因素，不作為本文的討論內容。