城市交通噪聲分析及降噪措施研究

趙慶

摘 要：本文通過對道路交通噪聲聲源構(gòu)成、產(chǎn)生原理、傳播特性進行分析研究，得出車輛噪聲的主要影響因素，針對不同的噪聲源，提出合理的降噪措施，同時研究分析了不同路面材料的降噪性能，提出較優(yōu)的降噪路面組合。力求為道路建設過程中，降噪措施提供理論基礎。

關鍵詞：降噪措施;瀝青路面;道路交通

中圖分類號：TB535 文獻標識碼：A

隨著城市的高速發(fā)展，公園城市的新發(fā)展理念的提出，環(huán)境、城市、經(jīng)濟發(fā)展與人民生活質(zhì)量之間的關系日益成為各城市發(fā)展建設的重點。車輛引發(fā)的噪聲污染越來越引起人們的關注，采取有效的降噪措施，減少車輛噪音污染，保證人們的生活的聲環(huán)境質(zhì)量。對提升人們生活品質(zhì)有著重要意義。

1 道路交通噪聲聲源分析

機動車噪音主要來源于兩方面，汽車動力噪聲以及運行時的輪胎胎噪。

汽車動力噪聲主要為發(fā)動機的進氣噪聲、排氣噪聲、燃燒噪聲、機械轉(zhuǎn)動噪聲以及冷卻風扇轉(zhuǎn)動的噪聲，聲量與發(fā)動機轉(zhuǎn)速有關，一般車輛加速時，轉(zhuǎn)速增大時，噪聲會急劇增大，公共汽車及載重汽車發(fā)動機噪音一般較大，特別是在長大上坡路段，發(fā)動機噪聲更為明顯。機動車動力噪聲與車輛運行速度關系不大，主要與車輛本身的發(fā)動機性能、道路坡度、道路路面狀況相關。

輪胎噪聲指的是輪胎的接地噪聲。由于抓地設置的輪胎花紋，會對內(nèi)部的空氣產(chǎn)生壓縮效應，同時輪胎會與路面發(fā)生沖擊作用，也會產(chǎn)生噪聲。當車輛速度較大時，輪胎噪聲超過機動車動力噪聲，成為主要噪聲源。因此輪胎噪聲主要與車輛速度、路面狀況、輪胎花紋關系密切。

2 交通噪聲傳播特性分析

城市道路交通噪聲由一系列非同步的、連續(xù)的、無規(guī)定相位的點狀聲源排列而成，近似看作無限長線聲源，可以忽略其波動效應，它具有時間分布特性、空間分布特性，車輛噪聲的時間分布特性與交通流量的時間分布呈正相關，當車流量大，噪聲影響增強。距離道路最近的一排建筑，隨樓層升高噪聲值逐漸減小。隨著距離增加，噪聲最大值呈向高處發(fā)展態(tài)勢。低樓層隨距離增加噪聲衰減明顯，高樓層則受距離影響較小;近距離噪聲隨樓層的變化影響較大，遠距離噪聲隨樓層的變化較小。

3 交通噪聲控制措施

結(jié)合道路交通噪聲聲源及傳播途徑分析，道路沿線噪音大小主要與建筑退距、樓層高低、車速、車流量、道路坡度、路面材料等因素有關。針對噪聲的影響因素及傳播規(guī)律，采用不同的措施控制交通噪聲。

3.1 交通噪聲聲源控制

首先是控制車輛的自身噪聲，特別是在慢速情況下，車輛自身動力系統(tǒng)噪聲為主要噪聲，特別是重載車輛，據(jù)統(tǒng)計，重型車通行噪聲60%來自于動力系統(tǒng)噪聲[1]。其主要包括進氣噪聲、排氣噪聲、機械噪聲、風扇噪聲，可以采用不同措施綜合治理。

目前，隨著高新技術(shù)的發(fā)展，電動汽車應用越來越廣泛，由于電動汽車的動力總成構(gòu)造和傳統(tǒng)的汽車構(gòu)造不同，傳統(tǒng)燃油車由于汽油燃燒推動活塞工作，純電動汽車由于沒有發(fā)動機，內(nèi)部也就沒有噪聲，相應的也沒有了進排氣噪聲，相比而言，電動車噪音污染更小，低速狀態(tài)下降噪優(yōu)勢更為明顯。

3.2 降噪道路路面材料研究

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，車輛本身的降噪性能越來越好，已經(jīng)降到比較低的水平。因此，對降噪路面的研究更為重要。目前，城市道路廣泛采用瀝青路面材料，相比于傳統(tǒng)的水泥路面，瀝青路面行車舒適性及降噪功能更為優(yōu)秀，原因是車輪與瀝青路面均為柔性材料，形成兩級減振功能。然而，不同的瀝青混合料，降噪功能也有很多差別。

瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）路面采用骨架密實型結(jié)構(gòu)，瀝青瑪蹄脂由集料、瀝青、纖維穩(wěn)定劑及礦粉組成，填充于集料骨架間隙中形成密實的瀝青混合料，其高溫穩(wěn)定性、低溫抗疲勞性、水穩(wěn)定性能均較好。由于其較好的綜合性能，目前工程中應用日益廣泛，高等級道路的多采用SMA路面結(jié)構(gòu)。SMA混合料孔隙大、表面粗糙，構(gòu)造深度大、抗滑能力優(yōu)異。與密集配（AC）瀝青路面比較，SMA路面有著更好的降噪表現(xiàn)，可降低2分貝左右。其降噪機理在于減輕輪胎震動和衰減輪胎與路面的空氣泵效應，前者在于SMA材料內(nèi)部阻尼較大，后者在于SMA材料擁有較好的宏觀構(gòu)造[2]。

多空隙排水降噪瀝青（OGFC）路面采用開級配結(jié)構(gòu)，空隙率較高，可達到20%左右，具有與多孔吸聲材料類似的吸聲功能，壓縮空氣能夠通過多孔結(jié)構(gòu)排散到周圍，大大減少了空氣泵作用，相比于SMA路面，降噪效果更加優(yōu)異。此外，其大孔隙結(jié)構(gòu)具備一定的排水功能，能夠快速將地面水疏散，減少路面積水，降低炫光影響，提升車輛交通安全。但OGFC路面也有缺點，其耐久性差、孔隙易堵塞、降噪排水功能衰減快、養(yǎng)護難，由于這些弊端不易克服，目前應用不如SMA路面廣泛。

橡膠瀝青混合料具備較好的降噪效果，由于橡膠顆粒的高彈性能，內(nèi)阻尼作用較強，路面能夠?qū)φ饎記_擊起到緩沖作用。密集配（AC）瀝青路面采用橡膠瀝青時，降噪效果大為提升，能夠降低1 dB～3 dB，而骨架密實型（SMA）瀝青混合料添加橡膠顆粒后，降噪效果優(yōu)于未添加前的混合料，且優(yōu)于密集配-橡膠瀝青組合。由于橡膠瀝青的價格偏高，施工中對于溫度要求較為嚴格，不易控制，因此尚未得到廣泛應用。

綜合以上瀝青路面材料降噪效果、高低溫、水穩(wěn)定性等路用性能、施工要求、經(jīng)濟成本等各方面研究，快速路、主干路、次干路等交通量較大的道路，宜采用SMA路面，并摻入一定量橡膠顆粒，既保證了路面的耐久性，又能一定程度優(yōu)化降噪效果。對于支路，交通量相對較少，車輛以小客車位置，可采用多孔排水降噪路面，后期需加強管理和養(yǎng)護。

3.3 道路中其他降噪措施

合理規(guī)劃路網(wǎng)及兩側(cè)地塊，居住區(qū)、學校、醫(yī)院等宜凈區(qū)域，應避免近距離規(guī)劃快速路、主干路等車流量較多的道路，盡量設置一定的緩沖區(qū)域。重點區(qū)域應著重穩(wěn)凈化設計，降低車道數(shù)量，管控行車速度，減小道路縱坡，還可減少燈控交叉口，往往由于燈控的設置，造成車輛頻繁加減速，加大噪聲影響。

合理設置阻聲措施。道路紅線充足時，設置綠化帶、行道樹，通過喬木與灌木相結(jié)合的方式，互相彌補降噪空白區(qū)域，能夠起到良好的降噪效果，同時能夠美化環(huán)境。對于高架橋區(qū)域，由于引橋段縱坡較大，為噪聲管控重點區(qū)域，采用高品質(zhì)聲屏障。對于隧道區(qū)域，由于聲音經(jīng)壁面多次反射和疊加，產(chǎn)生了更大的噪聲值，混響時間長，影響交通環(huán)境及安全，側(cè)面應采用效果較好的吸音材料。此外伸縮縫位置，應重點考慮降噪措施，采用降噪伸縮縫裝置。

此外城市管線盡量避免布置在機動車道下，減少檢查井蓋的布置，井蓋處往往是重要的噪聲源，條件受限時，應盡量避開行車輪胎軌跡線，并盡量減少檢查井。檢查井蓋應設置減震降噪膠墊，進一步降低噪聲污染。

4 結(jié)語

交通噪聲污染成因主要集中在兩方面：動力系統(tǒng)以及輪胎胎噪，通過優(yōu)化車輛降噪性能、設計降噪路面、設置隔音設施、合理規(guī)劃道路路網(wǎng)、降低道路坡度、交通管控等手段能夠有效控制噪聲污染，道路建設過程中，應結(jié)合實際情況，因地制宜的采用不同的組合方案，對噪聲污染進行綜合治理。

參考文獻：

[1]運國偉.重型卡車主要噪聲源分析與降噪方法研究[J].汽車科技，2011（07）：52-55.

[2]趙洪志，曹衛(wèi)東，張玉紅.SMA路面降噪機理分析[J].公路與汽運，2009（01）：64-67.