城市主要道路交通噪聲測試及分布規(guī)律

王堯，劉巖，楊冰，鐘志方

(1.大連交通大學(xué) 交通運輸工程學(xué)院，遼寧 大連 116028;2.大連交通大學(xué) 機械工程學(xué)院，遼寧 大連116028)*

0 引言

隨著國家經(jīng)濟實力的增強和人們生活水平的提高，對生活環(huán)境質(zhì)量要求與關(guān)注度也隨之增長.噪聲對人們生活的影響已經(jīng)不容忽視.在噪聲評價中，人們最為關(guān)注的是與居住、生活、工作等相關(guān)環(huán)境的聲級水平.由于現(xiàn)代化城市建設(shè)過程中，土地資源有限，其中包括居民住宅在內(nèi)的建筑物多向高層發(fā)展，商業(yè)設(shè)施、學(xué)校、交通集散點相對集中，密集的交通線路橫貫其中，這些都會導(dǎo)致噪聲源與接受點的相對距離較近［1］.并且隨著交通事業(yè)的發(fā)展，城市道路在城市面積中所占的比例越來越大，伴隨著城市道路的增多和車流量的增加，城市道路交通噪聲對城市聲環(huán)境的污染權(quán)重也在顯著增加［2］.因此，測試不同路況的道路交通噪聲值，研究其噪聲分布規(guī)律對于改善城市道路交通噪聲和減振降噪研究具有較高的參考價值［3］.

1 實驗設(shè)備及測點布置

1.1 測試設(shè)備

測試采用HEAD Acoustics噪聲與振動分析系統(tǒng)完成.該系統(tǒng)由Artemis測量分析軟件、HPS IV數(shù)字式回放系統(tǒng)、雙耳信號采集器、聲學(xué)和振動傳感器、SQLab II 60通道數(shù)據(jù)采集記錄器及前端等組成.

1.2 測點及采樣時間選擇

1.1.1噪聲采樣點選擇

本試驗主要選擇某城市某區(qū)具有代表性的路況作為采樣點，主要基于以下考慮:①該研究區(qū)域包含了不同噪聲敏感點及路況，包括學(xué)校、醫(yī)院、住宅小區(qū)、立交橋和十字交叉路口;②該研究區(qū)域在采樣城市中占有比較重要的位置，包含商業(yè)圈、政府機關(guān)、學(xué)校等［4］.

1.1.2 采樣時間選擇

測試時間選擇7時～9時的早高峰時間，由于此段時間內(nèi)道路上車輛通過量較大，對道路交通噪聲影響相對較大，選此時間段作為噪聲采集時間具有較高的參考與研究價值.

2 測試結(jié)果分析

2.1 研究方法

測試相應(yīng)噪聲敏感點的聲壓級.測點每次取樣測量20 min的等效A聲級.考慮到成年人與兒童的身高差異，在布點時，將同一測試位置測點設(shè)為1.2 m和1.6 m兩種，測點選在兩路口之間，道路邊人行道上，離車行道的路沿20 cm處.噪聲采集時，進行20 min不間斷采集.采集后，使用噪聲與振動測試分析系統(tǒng)，對采集的聲壓級進行分析，旨在對以下幾種情況進行道路交通噪聲分析與對比:①同一路段，道路兩側(cè)噪聲;②不同路況，道路噪聲;③同一路段，不同路況噪聲;④不同噪聲敏感點之間的道路交通噪聲.

2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析

2.2.1 學(xué)校門前的噪聲測試及分析

因為學(xué)校屬于噪聲敏感點，故選擇該研究區(qū)域內(nèi)某大學(xué)作為采樣對象，選擇該學(xué)校正門前平直路作為采樣點.如圖1所示，該測試區(qū)域設(shè)置4個測點，分別布置在學(xué)校門前人行道上，即A、B點，并在垂直于道路的另一側(cè)設(shè)置測點，即C、D點，同一位置兩測點高度分別為1.2 m和1.6 m.

測試頻譜圖如圖2所示，從圖2可以看出，學(xué)校門口平直路兩側(cè)噪聲的聲壓級走勢基本相同.該路段的道路交通噪聲在63～2 000 Hz范圍內(nèi)呈上升趨勢，在1 600 Hz內(nèi)達(dá)到峰值67.1 dB(A).該路段在早高峰時期，車輛通行量較大，雖然該學(xué)校校門臨街，但是校內(nèi)建筑物離道路有一定距離，因此避免了道路交通噪聲對學(xué)校正常工作的影響.

圖1 學(xué)校門前布點圖

圖2 學(xué)校門前平直路兩側(cè)交通噪聲頻譜圖

2.2.2 十字交叉路口的噪聲測試及分析

十字交叉路口設(shè)有交通信號燈，在汽車遇紅燈停止與綠燈通行時，對道路噪聲的貢獻(xiàn)量有一定差別，故十字路口屬于研究中的重要采樣點.交叉路口布點圖如圖3所示.測點E、F和O、P設(shè)置在路口停止線之后，高度分別為1.2 m和1.6 m.測點E、F與圖1中測點A、B在同一條道路上，屬兩種不同路況，測點O、P與測點C、D同理.

圖3 十字交叉路口布點圖

圖4 交叉路口噪聲頻譜圖

交叉路口的噪聲頻譜圖由圖4所示.從圖4可以看出，交叉路口噪聲在3 150 Hz達(dá)到峰值67.2 dB(A).在2 500～5 000 Hz范圍內(nèi)，交叉路口噪聲值變動較大.在2 500 Hz以下，同一通行方向，交叉路口測點的噪聲值稍高于平直路測點噪聲值.在交叉路口，由于信號燈隨周期變化影響，汽車在交叉路口剎車或者啟動時，會對聲壓級產(chǎn)生一定影響，此影響在2 500 Hz以上影響較大.

2.2.3 醫(yī)院門前坡路的噪聲測試及分析

因醫(yī)院屬于噪聲敏感點，故對醫(yī)院附近的噪聲進行研究.在該研究區(qū)域內(nèi)，醫(yī)院附近道路類型為坡路.因坡路上車輛行駛狀況與平直路有一定差異，因此坡路的道路交通噪聲研究有相對重要的研究意義.醫(yī)院門前布點圖如圖5所示，醫(yī)院門前為下坡路段，測點為M、N，醫(yī)院對面道路為上坡路段，測點為J、K，測點高度分別為1.2 m和1.6 m.

圖5 醫(yī)院門前坡路布點圖

由圖6頻譜圖可知，測點噪聲值在1 250 Hz以下呈階段式上升，在1 250 Hz出現(xiàn)峰值，即上坡路段噪聲峰值為66.8 dB(A)，下坡路段噪聲峰值為59.5 dB(A)，噪聲聲壓級在2 500～5 000 Hz范圍內(nèi)波動較大.上坡路段的聲壓級普遍高于下坡路段.分析其原因為，由于車輛在上坡行駛時，需要加大動力，發(fā)動機噪聲等會對道路交通噪聲產(chǎn)生更大影響，因此上坡路段噪聲值普遍高于下坡路段.在下坡行駛過程中，由于需要剎車等操作，在2 500～5 000 Hz范圍內(nèi)，噪聲會出現(xiàn)一些階段性峰值.

圖6 醫(yī)院前道路交通噪聲頻譜圖

2.2.4 隧道入口與出口的噪聲測試及分析

隧道屬于城市道路交通中不容忽視的道路狀況，并且由于隧道的通行量較大，因此對于其噪聲研究有較高應(yīng)用價值.隧道入口與出口的布點圖如圖7所示，在隧道入口處設(shè)置測點S、T，在隧道出口處設(shè)置測點G、H，測點高度分別為1.2 m和1.6 m.

由圖8頻譜圖中可以看出，在315 Hz以下，隧道出口處噪聲普遍低于隧道入口處噪聲.隧道入口處噪聲在1 250 Hz達(dá)到峰值66.8 dB(A)，隧道出口處噪聲在1 000 Hz達(dá)到峰值71.1 dB(A).由于空氣為可壓縮彈性體，在汽車行駛進入隧道時，對隧道中的空氣進行了一定程度的壓縮，此部分空氣在隧道出口處釋放，因此在隧道出口處，聲音較響，聲壓級較高.在隧道中，氣動噪聲對整體噪聲值的影響較大.隧道入口處，由于汽車駛?cè)胨淼罆r，會減速行駛，由于發(fā)動機噪聲等對噪聲影響較大，因此在低頻范圍內(nèi)隧道入口處噪聲值高于出口處噪聲值［5］.

圖7 隧道入口處與出口處布點圖

圖8 隧道入口處與出口處噪聲頻譜圖

3 結(jié)論

通過對所選區(qū)域道路交通噪聲進行噪聲采集與分析，得出以下結(jié)論:

(1)平直路路段道路兩側(cè)交通噪聲的等效聲壓級在同一時段相差不大，道路噪聲在1 600 Hz內(nèi)達(dá)到峰值67.1 dB(A);

(2)同一路段同一通行方向上，在2 500 Hz以下，交叉路口測點的噪聲值稍高于平直路測點噪聲值.交叉路口噪聲在3 150 Hz達(dá)到峰值67.2 dB(A)，在2 500～5 000 Hz范圍內(nèi)易出現(xiàn)階段性峰值;

(3)同一路段中，上坡路段的噪聲值普遍高于下坡路段噪聲值.坡路上測點噪聲值在1 250 Hz以下呈階段式上升，在1 250 Hz出現(xiàn)峰值，即上坡路段噪聲峰值為66.8 dB(A)，下坡路段噪聲峰值為59.5 dB(A)，在2 500～5 000 Hz范圍內(nèi)波動較大，易出現(xiàn)階段性噪聲峰值;

(4)在315 Hz以下，隧道入口處噪聲值普遍高于隧道出口處.隧道入口處噪聲在1 250 Hz達(dá)到峰值66.8 dB(A)，隧道出口處噪聲在1 000 Hz達(dá)到峰值71.1 dB(A).

［1］馬蔚純，林健枝，沈家，等.高密度城市道路交通噪聲的典型分布及其在戰(zhàn)略環(huán)境評價(SEA)中的應(yīng)用［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2002，22(4):514-518.

［2］盧新天.我國城市交通發(fā)展方向的思考［J］.冶金礦山設(shè)計與建筑，2002，34(3):12-18.

［3］郭程軒，甄堅偉.廣州市交通環(huán)境可持續(xù)發(fā)展研究［J］.熱帶地理，2003，23(1):54-57.

［4］陳仁道.關(guān)于城市交通環(huán)境影響因素的幾點看法［J］.交通科技，2002，5:77-78.

［5］張銳，黃曉明，趙永利，等.隧道噪聲的調(diào)查與分析［J］.公路交通科技，2006，23(10):29-40.