交通噪聲的影響因素研究

李水富 周 璇

(西南交通大學(xué)希望學(xué)院 四川 成都 610400)

一、引言

隨著城市化水平的不斷提高，城市道路交通網(wǎng)的日臻完善，城市交通需求快速增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車保有量迅速攀升。隨之引發(fā)的噪聲污染日趨嚴(yán)重。根據(jù)2010年環(huán)保部公布的《全國(guó)城市環(huán)境綜合整治定量考核結(jié)果的通報(bào)》中指出，城市居民對(duì)噪音環(huán)境質(zhì)量滿意率僅為62%，排名倒數(shù)第二，僅高于空氣質(zhì)量滿意度[1]。而在城市噪聲源中，道路交通噪聲的貢獻(xiàn)值達(dá)50%以上。因此，研究交通噪聲的各影響因素并據(jù)此提出相應(yīng)的對(duì)策具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過(guò)對(duì)交通噪聲的產(chǎn)生及傳播進(jìn)行分析，參考國(guó)內(nèi)研究成果，從交通噪聲的產(chǎn)生和傳播兩個(gè)方面論述了各項(xiàng)因素的影響。

二、交通噪聲的產(chǎn)生和傳播

(一)交通噪聲的產(chǎn)生。噪聲是指引起人們不適感而必須用一定措施加以控制的聲音的總稱。噪聲是一種聲音認(rèn)識(shí)，具有聲音的一切特性。由物體的機(jī)械振動(dòng)而產(chǎn)生，振動(dòng)的物體稱為聲源[2]。在通常情況下，人們往往把那些不希望聽(tīng)見(jiàn)的聲音稱為噪聲，如建筑噪聲、交通噪聲等。

按照噪聲產(chǎn)生的過(guò)程，可將交通噪聲源大致分為兩類：一是與內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)有關(guān)的噪聲，另一類是與機(jī)動(dòng)車行駛有關(guān)的噪聲。與內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)有關(guān)的噪聲主要包括內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所帶動(dòng)的各種附件(如壓氣機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等)發(fā)出的噪聲。與機(jī)動(dòng)車行駛有關(guān)的噪聲主要包括：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(變速器、傳動(dòng)軸、差速器等)的機(jī)械噪聲、輪胎出的噪聲、車身(架)振動(dòng)及和空氣作用所產(chǎn)生的噪聲[3]。

(二)交通噪聲的傳播。交通噪聲在傳播過(guò)程中將產(chǎn)生反射、折射和衍射等現(xiàn)象，并在傳播過(guò)程中逐漸衰減。這些衰減通常包括聲能隨距離的發(fā)散傳播引起的衰減Ad，空氣吸收引起的衰減Aa，地面吸收引起的衰減Ag，屏障引起的衰減Ab等[4]。總的衰減值A(chǔ)則是各種衰減的總和：

A=Ad+Aa+Ag+Ab

(1)

三、交通噪聲的產(chǎn)生特性

交通噪聲的產(chǎn)生受各方面因素的影響，按影響主體的不同主要分為汽車構(gòu)造系統(tǒng)影響和道路交通影響。

(一)汽車構(gòu)造系統(tǒng)

1.動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)械噪聲。當(dāng)小車速度小于50-60km/h，大車速度小于60-70km/h時(shí)，交通噪聲主要表現(xiàn)為動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)械噪聲。

在車輛動(dòng)力噪聲構(gòu)成中，主要以發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪聲為主，其強(qiáng)度主要取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，與車速大小無(wú)關(guān)。主要包括：燃燒噪聲、機(jī)械噪聲(如齒輪噪聲、氣門機(jī)構(gòu)噪聲、活塞敲擊、噪聲、供油系統(tǒng)噪聲等)、空氣動(dòng)力噪聲(如進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲等)。其中燃燒噪聲占比達(dá)80%以上，其大小主要取決于燃燒方式、燃燒速度和缸體結(jié)構(gòu)。排氣噪聲也是動(dòng)力噪聲的另一主要噪聲源，在車輛動(dòng)力噪聲構(gòu)成中占11.5%，大小與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷有關(guān)。在不同的轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲差別很大，轉(zhuǎn)速增加10倍，其排氣噪聲級(jí)增加45dB(A)，即排氣噪聲聲強(qiáng)與轉(zhuǎn)速的4.5次方成正比。發(fā)動(dòng)機(jī)有負(fù)荷時(shí)，由于排氣壓力增加，排氣噪聲也要增加。據(jù)測(cè)定，在全負(fù)荷時(shí)，車輛排氣噪聲比空負(fù)荷時(shí)高15-20dB(A)[5-6]。

2.輪胎噪聲。當(dāng)小車速度大于50-60km/h，大車速度大于60-70km/h時(shí)，交通噪聲主要表現(xiàn)為輪胎噪聲。

輪胎噪聲主要受車速、輪胎花紋及路面狀況的影響。研究表明輪胎噪聲主要取決于車速，其強(qiáng)度隨著車速的增大而增大。在輪胎花紋影響中，縱向花紋輪胎的噪聲比橫向花紋的噪聲小，子午線花紋輪胎的噪聲比斜交花紋的噪聲小。在路面狀況影響中，路面孔隙率是對(duì)噪聲影響較大的一個(gè)因素。研究表明，路面孔隙率較小時(shí)，噪聲的減少量隨孔隙率的增大而快速增大，孔隙率在10% ～15%時(shí)，曲線平緩，當(dāng)孔隙率達(dá)到25%時(shí)，噪聲減小量幾乎穩(wěn)定[7-8]。

四、結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)交通噪聲產(chǎn)生和傳播特性的分析,得出如下結(jié)論:

(1)交通噪聲的產(chǎn)生受各方面因素的影響，低速時(shí)主要為動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)械噪聲，其中燃燒噪聲占比較高，主要受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，轉(zhuǎn)速越高噪聲級(jí)越高；高速時(shí)主要為輪胎噪聲，主要受車速及路面狀況的影響，隨車速增加而增加。而根據(jù)對(duì)產(chǎn)生因素的影響不同，交通量、車型比、道路線形、車速、公交停靠站位置等對(duì)噪聲均有不同程度的影響。

(2)交通噪聲的傳播主要受聲屏障及受聲距離的影響，在橫向分布上呈指數(shù)衰減，在縱向分布上由于受行道樹(shù)、外側(cè)車道等聲屏障的影響最大值出現(xiàn)在一定高度。