1、石家庄交通噪声及其衰减效果研究交通噪声交通噪声是主要指机动车辆在市内交通干线上运行时所产生的噪声。其他运输工具，飞机、火车、汽车等交通运输工具（如飞机、火车、轮船等）在飞行和行驶中所产生的噪声。常见的交通噪声问题有机场噪声、铁道交通噪声、船舶噪声等噪声问题。交通噪声对人的健康影响很大，我们应该尽量减少交通噪声，随着城市机动车辆数目增长，交通干线迅速发展，交通噪声日益成为城市的主要噪声。交通与生活噪声声源单一，识别起来较为容易，治理方式相对简单。 交通噪声的来源有机动车发动机壳体的振动噪声、进气声、排气声、喇叭声、制动声以及轮胎与路面之间形成的噪声。机动车在低速运行时,以发动机壳体的振动噪声为主
2、;在高速运行时，轮胎噪声就上升为主要噪声（见机动车辆噪声。测量结果表明，车速为每小时50100公里时,在距离交通干线中心15米处,拖拉机噪声为8595分贝,重型卡车为8090分贝,中型或轻型卡车为7085分贝,摩托车为7585分贝,小客车为6575分贝。车速加倍,交通噪声平均增加79分贝。 交通噪声的特点交通噪声是一种不稳定的噪声。在交通干线两旁，噪声级随时间而变化。这种噪声与机动车辆的类型、数目、速度、运行状态、相互距离、是否鸣笛、道路宽度、坡度、干湿状态、路面情况和交叉路口建筑物的层数，以及风速等因素有关。城市交通噪声在一段时间内,A声级的分布基本上符合正态分布。用Y表示声级为LA的概率，
3、则： 式中为分布的标准偏差;LA为交通噪声的A声级；L50是A声级分布的中值。 交通噪声对人的健康影响很大，我们应该尽量减少交通噪声，随着城市机动车辆数目增长，交通干线迅速发展，交通噪声日益成为城市的主要噪声。 汽车是交通运输的重要工具，而且车辆的拥有率越来越高，汽车噪声是城市环境噪声的主要噪声源，其性质属于流动声源。汽车是一个包括多种声源的综合噪声源，包括驱动系统噪声（包括进、排气噪声、燃烧噪声、冷却风扇噪声、发动机结构噪声等）和运行系统噪声（包括轮胎、轮辋、传动齿轮等噪声）。前者同发动机的转速有关，同运行速度几乎无；后者同轮胎花纹、路面状况有关，并随车辆行驶速度而变化。汽车喇叭声是瞬时发生
4、的，但它无强于其他噪声，频繁使用喇叭会造成噪声污染。 交通噪声的来源1.排气噪声 排气噪声是汽车的主要噪声源，它通常让其他噪声要高1015dB（A）。排气噪声主要是由发动机排气阀周期性开闭所产生的压力脉冲激发气流振动而产生的，噪声能量主要分布在200Hz以下的低频区。 汽车车辆的排气噪声的大小与发动机转速和负荷情况有关系。发动机在不同转速下其排气噪声的差别很大，转速增加10倍，其排气噪声级增加45dB(A)，即排气噪声声强与转速的4.5次方成正比。发动机有负荷时，由于排气压力的增加，排气噪声也要增加，据测定，车辆在全负荷时，其排气噪声要比空负荷时高出1520dB（A）。 2.发动机噪声 内燃机
5、机壳噪声是由于机械力作用和气缸中气体受压缩并燃烧产生的气体压力作用在活塞与气缸壁上而产生的，两者都能引起发动机外表面振动而辐射噪声。内燃机噪声和它的燃烧方式、发动机结构、转速、排量、负荷等因素有关，其中，燃烧是主要的噪声源。 3.轮胎噪声 当车速达到50km/h以上时，轮胎噪声就显得很突出了。轮胎噪声是一种高频性噪声，主查由轮胎花纹和路面之间互相挤压空气所产生的。其中轮胎花纹形状是影响轮胎噪声的重要因素。横肋状花纹噪声较大，竖肋状花纹噪声较小，轮胎噪声变动范围是相当大的。 噪声测量城市交通噪声通常是在离开交叉路口的交通干线上人行道边进行定点 测量。测量用的传声器应安置在人行道边离地面高1.2米
6、处,用声级记录器或噪声统计分析器连续测量15分钟,或用声级计慢档每5秒钟读取一个A声级瞬时值，连续读取200个数据，用统计方法计算统计声级Ln与等效声级Leq。根据各干线段测量后计算的结果,绘出全市交通干线噪声污染分布图。全市交通干线噪声平均值岧,可以用各干线段测得的声级Lk(Ln或Leq)和干线长度lk权平均求出： 式中l为全市干线的总长度；n为所取干线的总数； 此外，也可在全市交通干线上,等距离选取200个测点，测点的距离依据全市交通干线总长度而定。每个测点按5秒的间隔，读取12个数据（A声级瞬时值），用全市测量的数据统一计算出统计声级Ln,标准偏差和等效声级Leq等。 评价方法交通噪声的
7、评价有几种表示方法：百分声级。常用的有A声级的统计值L10、L50、L90。如L10表示有10%的时间超过这一声级，L50相当于交通噪声峰值的平均。 等效声级Leq。对于正态分布的交通噪声如d=L10-L90,则 昼夜等效声级Ldn。将夜22时到早6时所测得的各声级值均加10分贝后，同早6时到夜22时所得的各声级值按能量平均,求出Ldn。噪声污染级Lnp 。 交通噪声指数TNI。TNI=L90+4d-30。单位都是分贝。 当车流量V(辆每小时)大于1000，平均车速为S（公里每小时）时,在距交通干线的中心线d（米）处的交通噪声，可按下式计算： L50=11+10 lgV-10 lgd+20 l
8、gS 也可以计算单个车辆的运行噪声。设测点距地面1.2米，距交通干线的中心线15米处，考虑发动机与轮胎噪声的总和并对大量的车辆予以平均，对于卡车： LA=83.6（S48公里每小时） （S48公里每小时）对于小客车： 等效声级Leq的计算方法如下： Leq=10 lgV+22 lgS+t+d+w+C式中t为卡车所占的百分数的修正值；d为测量点和交通干线中心线的距离变化的修正值；w为道路宽度的影响；C为常数。 中国一些城市在19751977年测量交通噪声的结果如表所示。 交通噪声危害（一）干扰休息和睡眠、影响工作效率干扰休息和睡眠。休息和睡眠是人们消除疲劳、恢复体力和维持健康的必要条件。但噪声使
9、人不得安宁，难以休息和入睡。当人辗转不能入睡时，便会心态紧张，呼吸急促，脉搏跳动加剧，大脑兴奋不止，第二天就会感到疲倦，或四肢无力。从而影响到工作和学习，久而久之，就会得神经衰弱症，表现为失眠、耳鸣、疲劳。人进入睡眠之后，即使是4050分贝较轻的噪声干扰，也会从熟睡状态变成半熟睡状态。人在熟睡状态时，大脑活动是缓慢而有规律的，能够得到充分的休息；而半熟睡状态时，大脑仍处于紧张、活跃的阶段，这就会使人得不到充分的休息和体力的恢复。使工作效率降低。研究发现，噪声超过85分贝，会使人感到心烦意乱，人们会感觉到吵闹，因而无法专心地工作，结果会导致工作效率降低。（二）损伤听觉、视觉器官我们都有这样的经验
10、，从飞机里下来或从锻压车间出来，耳朵总是嗡嗡作响，甚至听不清对方说话的声音，过一会儿才会恢复。这种现象叫做听觉疲劳，是人体听觉器官对外界环境的一种保护性反应。如果人长时间遭受强烈噪声作用，听力就会减弱，进而导致听觉器官的器质性损伤，造成听力下降。强的噪声可以引起耳部的不适，如耳鸣、耳痛、听力损伤。据测定，超过115 分贝的噪声还会造成耳聋。据临床医学统计，若在80分贝以上噪音环境中生活，造成耳聋者可达50。医学专家研究认为，家庭噪音是造成儿童聋哑的病因之一。噪声对儿童身心健康危害更大。因儿童发育尚未成熟，各组织器官十分娇嫩和脆弱，不论是体内的胎儿还是刚出世的孩子，噪声均可损伤听觉器官，使听力减
11、退或丧失。据统计，当今世界上有7000多万耳聋者，其中相当部分是由噪声所致。专家研究已经证明，家庭室内噪音是造成儿童聋哑的主要原因，若在85分贝以上噪声中生活，耳聋者可达5 。噪声对视力的损害。人们只知道噪声影响听力，其实噪声还影响视力。试验表明：当噪声强度达到90分贝时，人的视觉细胞敏感性下降，识别弱光反应时间延长；噪声达到95分贝时，有40的人瞳孔放大，视模糊；而噪声达到115 贝时，多数人的眼球对光亮度的适应都有不同程度的减弱。所以长时间处于噪声环境中的人很容易发生眼疲劳、眼痛、眼花和视物流泪等眼损伤现象。同时，噪声还会使色觉、视野发生异常。调查发现噪声对红、蓝、白三色视野缩小80。（三
12、）对人体的生理影响噪声是一种恶性刺激物，长期作用于人的中枢神经系统，可使大脑皮层的兴奋和抑制失调，条件反射异常，出现头晕、头痛、耳鸣、多梦、失眠、。心慌、记忆力减退、注意力不集中等症状，严重者可产生精神错乱。这种症状，药物治疗疗效很差，但当脱离噪声环境时，症状就会明显好转。噪声可引起植物神经系统功能紊乱，表现在血压升高或降低，心率改变，心脏病加剧。噪声会使人唾液、胃液分泌减少，胃酸降低，胃蠕动减弱，食欲不振，引起胃溃疡。噪声对人的内分泌机能也会产生影响，如：导致女性性机能紊乱，月经失调，流产率增加等。噪声对儿童的智力发育也有不利影响，据调查，3岁前儿童生活在75分贝的噪声环境里，他们的心脑功能
13、发育都会受到不同程度的损害，在噪声环境下生活的儿童，智力发育水平要比安静条件下的儿童低20。噪声对人的心理影响主要是使人烦恼、激动、易怒，甚至失去理智。此外，噪声还对动物、建筑物有损害，在噪声下的植物也生长不好，有的甚至死亡。损害心血管。噪声是心血管疾病的危险因子，噪声会加速心脏衰老，增加心肌梗塞发病率。医学专家经人体和动物实验证明，长期接触噪声可使体内肾上腺分泌增加，从而使血压上升，在平均70分贝的噪声中长期生活的人，可使其心肌梗塞发病率增加30左右，特别是夜间噪音会使发病率更高。调查发现，生活在高速公路旁的居民，心肌梗塞率增加了30左右。调查1101名纺织女工，高血压发病率为 7.2，其中
14、接触强度达100 分贝噪声者，高血压发病率达15.2。对女性生理机能的损害。女性受噪声的威胁，还可以有月经不调、流产及早产等，如导致女性性机能紊乱，月经失调，流产率增加等。专家们曾在哈尔滨、北京和长春等7 个地区经过为期3 年的系统调查，结果发现噪声不仅能使女工患噪声聋，且对女工的月经和生育均有不良影响。另外可导致孕妇流产、早产，甚至可致畸胎。国外曾对某个地区的孕妇普遍发生流产和早产作了调查，结果发现她们居住在一个飞机场的周围，祸首正是那飞起降落的飞机所产生的巨大噪声。噪声还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。高噪声的工作环境，可使人出现头晕、头痛、失眠、多梦、全身
15、乏力、记忆力减退以及恐惧、易怒、自卑甚至精神错乱。在日本，曾有过因为受不了火车噪声的刺激而精神错乱，最后自杀的例子。城市轨道交通控制方法及其对策研究1城市轨道交通噪声的形成与分类 噪声通过声源、途径、接受点3 个方面进行分类和研究。了解声源、途径、接受点就可以有针对性地寻求降低、衰减噪声的措施和途径, 对现存噪声进行防护, 最大限度地减少对人体造成的损害。城市轨道交通按产生噪声的声源可分为: 轮轨噪声、车辆非动力噪声, 牵引动力噪声、高架轨道噪声及地下铁道的地面承载噪声等。1. 1轮轨噪声 钢轨与车轮之间相互作用而产生的声响。车轮和轨道相接触处产生力的相互作用, 造成车轮和轨道的振动而向外辐射
16、声波。轮轨噪声主要有摩擦噪声、撞击噪声和轰鸣噪声。1. 2车辆非动力噪声 主要是指制动系统在实施制动时闸瓦与制动盘之间的摩擦振动, 它激发制动闸瓦片、闸瓦托架以及制动盘等产生自激振动形成噪声。此外, 还有制动悬挂连接件之间的间隙在运行中相互撞击产生的噪声等。1. 3牵引动力系统噪声 牵引系统设备运转所产生的噪声, 包括牵引电机及其冷却风扇、齿轮箱以及空气压缩机的噪声, 它是城市轨道交通的主要噪声。近年的研究表明, 使用车裙与车下吸声处理相结合的措施可降低噪声。1. 4高架轨道噪声 当列车行驶在高架铁路上时, 轮轨相互作用产生的振动通过轨道传递给支承结构, 支承结构将噪声向周边地区进行传播, 形
17、成较高的噪声。抑制高架轨道噪声一方面可从降低钢轨振动的技术着手, 另一方面从限制传递给高架结构的振动考虑。沿轨道侧面设置声屏障, 可以降低钢轨噪声向周围地区的传播。1. 5地下铁道的地面承载噪声 地下铁道轮轨间相互作用而产生的振动被传递给隧道结构, 继而又传向周围的土壤。振动通过土壤再向邻近的建筑物传播, 从而导致地下及墙壁的振动和噪声向建筑物内房间的第二次辐射, 它是一种低频声响。抑制和降低地面承载噪声和振动的措施: (1) 车轮踏面的镟修、钢轨面的磨削以及采用无缝钢轨代替接缝钢轨等, 都有利于衰减轮轨相互作用而产生的振动和噪声, 同样也适用于降低地面承载噪声和振动。(2) 在轨道和路基之间
18、铺设一层弹性材料, 可以起到减弱振动传递的作用。另一种有效的措施是装设弹性的“ 浮置板面”的轨道路基, 即在钢轨与混凝土轨道基板面之间设置一层弹性垫板, 这种结构可以削弱被传递到隧道墙壁的振动噪声达10 dB(A) 20 dB 3. (A )。(3) 在轨道和路基面之间采用碎石构成的道床, 可以起到衰减从钢轨向路基传递的振动和噪声, 这种道床还可以降低车内噪声级, 但采用这种道床要求有较大的隧道半径。2城市轨道交通噪声的理论计算与实测分析 影响城市轨道交通噪声辐射大小的因素很多,但最重要的有两个,一是列车自身的噪声辐射,这主要由列车的牵引噪声(主要取决于电机噪声)、空调噪声以及车体的噪声辐射;
19、另一个是轮轨噪声,这主要来源于轮轨的摩擦、撞击以及轮轨的阻尼特性、路基、道床等因素。本文主要针对轮轨噪声进行研究。2.1城市轨道交通噪声的理论计算 根据声传播理论,轨道交通噪声可看作为一不相干的有限长的线声源。根据不相干有限长线声源的理论,垂直距离线声处的声强I为:2.2北京城市轨道交通噪声的计算与分析 北京城市铁路是北京市第一条地面轻轨交通线,全长41km,沿途有许多居民住宅区,属于环境噪声敏感地段。2.2.1列车7.5m处轨道交通噪声值L0值的确定 根据轨道交通噪声计算式(6),需要提供车速为60km/h时距离钢轨7.5m处列车的A计权噪声级L0,而该值通常需要由实验确定。城市铁路道路结构
20、一般有三种类型:地面线路、高路堤线路和高架线路,本研究重点选择了具有这三种不同道路结构类型特点的轨道交通噪声情况进行了现场实测。噪声实测值分别见图一、图二、图三。 由图可知:轨道交通道路结构不同,其噪声辐射水平也不同,以地面线路最低,高架线路最高;随着车速的增加,噪声辐射水平呈增加的趋势;距钢轨的距离越远,噪声辐射水平越小。 考虑到车速不同,辐射噪声不同的影响因素,通常在计算平均辐射噪声值时,取5570km/h之间测量值的平均值,作为相当于车速为60km/h、距离钢轨7.5m处的列车轨道交通噪声基准值L0。本研究综合上列三图的实测结果,对车速为60km/h、距离钢轨7.5m处不同线路结构的轨道
21、交通噪声基准值L0取值如下:地面线路:L0=84.6dBA(实测平均值)85dBA(基准值)高路堤线路:L0=89.2dBA(实测平均值)89dBA(基准值)高架线路:L0=91.6dBA(实测平均值)92dBA(基准值) 另外,对于不同车速,由于r=7.5m处的实际测量值与基准噪声值的偏差也不一样,因此在计算轨道交通噪声时需要对车速修正。2.2.2轨道交通噪声衰减与距离增加的关系 表2给出了轨道噪声随距离衰减的实测值与基准噪声值L0的比较,从而使经过距离修正后的噪声值更接近实测值。 图四为轨道交通噪声衰减与距离增加的关系。由图可见,随着距离的增加,轨道噪声的影响大幅度下降,当远离钢轨120m
22、时,轨道交通噪声的影响已被衰减了12dBA。绿化带对公路交通噪声衰减的效果研究噪声的危害不可忽视,轻则干扰,影响人们的工作和休息,重则使人体健康受到损害.交通噪声是主要的环境噪声源,对于交通噪声的治理是通过声源防治,切断传播途径和受声点防护三个方面入手.从传播途径进行治理,常见的工程方法包括修建声屏障和种植防噪林,但是声屏障造价较高,对于降噪目标量不大的情况下,发展绿化带来减小周围环境大气和噪声污染是公认的最经济方法. 绿化带被认为是自然降噪物,尽管绿化带不像实体墙那样能成为隔离空气声传播的有效屏障,但树木有浓密的枝叶,比粗糙的墙壁吸声能力强,能够减少声音的反射.当噪声通过树木时,树叶表面的气
23、孔和粗糙的毛,吸收一部分声能,尤其能隔离高频的车辆噪声.又由于树木对声波有散射作用,通过枝叶摆动,使声波减弱而逐渐消失.枝叶吸收声能通过声场中空气分子动能转化为叶子的振动,因此,从声能中分离出来的振动能一部分因枝叶的摩擦转变为热能而散失.12目前对于防噪林带的设计方案很少定性描述,早期的降噪主要是对准落叶林和松叶林,亚热带的树木会有不同的效果.此外,许多早期的研究只是对准某些树种,没有讨论树的种植密度,高度,长度,宽度,能见度与林带降噪效果的关系.因此不同种类的混和林带在这里得到研究,这项工作在多项因子可以控制的林带进行,研究的林带参数包括能见度,高度,宽度,长度,研究了8处林带的噪声综合衰减
24、,并用一个图概括了实验结果,表明降噪量和能见度,宽度的关系.1 方法和材料1.1 材料,林带测量为了得到绿化带降噪关系与林带宽度,高度,能见度等参数的定量关系,对武汉一些地区的林带(华工校园内,瑜珈山下,珞瑜山下等处)进行了实验观测.林带要求长度大于50 m,宽度40 m以上,林带周边噪声在482dB(A).由于林带密度是不容易确定的,因此调查采用了能见度,即一个物体变得模糊不清的林带距离,作为密度的表征.这里确定的能见度参考Eyring和Embleton方法.选取的8处有代表性的林带参数见表1.表1 各测量林带处植被特性参数/地点林带1林带2林带3林带4林带5林带6林带7林带81.各树种植被
25、特点灌木为主灌木为主灌木和乔木灌木和乔木乔木乔木乔木乔木2.平均间距/m1.51.51.51.221.521.82.51.52222.331.53.树木高度/m2.5132.5102.5153.0153.016.03.5153.0174.0204.最低分支高度/m0.53.80.84.51.251.55.526.52.362.57.02.38.05.胸径/cm3.012.52.014.04.4226.0324.026.54.5285.0358.5376.冠幅/m1.93.32.04.52.05.52.55.03.06.52.55.53.07.03.58.57.地面主要覆盖物杂草覆盖杂草覆盖杂草
26、覆盖杂草覆盖落叶覆盖落叶覆盖落叶覆盖落叶覆盖8.水平能见度/m1171522273035401.2 声源制作将交通噪声录下来进行编辑作为试验的声源.于2011年4月12日记录珞瑜路关山口附近高峰期交通声源,录下来作为没有编辑噪声.从中间找出5 s声压级波动很小的一段,并且将这段录音反复用专用录音设备录下来,反复录60 min,作为编辑噪声源.对声音频段与声压级关系进行分析,记录声源(50 W扬声器)外5 m处各个频带的声压级,见图1,等效声压级73.7 dB,频率分布主要在0.25,0.5,1,2,4 kHz 5个频段.由于编辑的声源波动小,平均稳定声压级获得时间短,在声源1 m外进行多次测量
27、求平均值,找到声压稳定的次数,发现测量10次基本稳定,于是试验就测10次,有效消除了声源误差.图1 编辑声源5 m外各频带声压级曲线1.3 实验方案在每个林带处测量时,声级计放在中心线两边2.5 m横断线上,在每条横断线上,测点间距5 m,从边界开始,依次标注5 m,10 m,15m.5 m处的声压级就有中心线对称的两个点平均求得.用同样方法测得空旷场地噪声,从而可求得林带的愈量衰减.实验方案见图2,图3.图2 测量方案平面图试验在2004年5-6月进行,声源(爱华扬声器50W)放在林带1 m外1.2 m高的端面线上.声源产生73.7 dB声音(5 m外).声级计(杭州爱华AWA6270噪声频
28、谱分析仪)放在1.2 m高的测点上.待声源扬声器工作稳定后测量,每个地方测10组数据.用A声级,快档.测量数据为Leq(A)和各频带声压级.用总的衰减,愈量衰减描述,并对林带降噪效果进行频谱分析.图3 测量方案剖面图虽然气象影响声波的传播速度,一般认为分子吸收是微小的,当天气状况相似的条件下,气象影响是可以忽略的.因此试验在天气状况基本相同的条件下进行从而消除气候影响.为了增加试验精度,观测在风速小于2 m/s的晴天进行. 2 实验数据及结果按照上述布点测试方案,8处林带总的衰减情况见表2.表2 8处林带每5 m总的噪音衰减测点位置声音衰减dB(A)林带1林带2林带3林带4林带5林带6林带7林
29、带8林带边缘处0.0(74.3)0.0(74)0.0(73.2)0.0(74.5)0.0(74.7)0.0(74.2)0.0(73.9)0.0(74.4)5 m10 m15 m20 m25 m30 m35 m40 m1.90.423.60.816.51.038.11.0710.31.1112.11.1614.61.2117.41.251.80.423.40.806.71.018.01.0410.11.0712.31.1214.71.1818.01.281.60.343.50.845.90.947.70.9810.21.0411.61.1413.41.1715.41.211.30.263.20.
30、645.00.786.90.858.70.9410.41.0312.21.0414.41.181.40.393.00.544.10.585.20.757.10.848.70.9811.81.0313.11.161.60.472.80.543.90.795.10.816.70.838.30.8410.60.9312.41.121.20.352.70.493.50.744.80.846.10.977.81.048.70.4410.21.461.50.392.80.684.20.786.10.827.30.948.51.0110.21.1211.61.20采用相同的测试布点方案,在没有林带处进行对比
31、观测,得出相应数据,从而求出仅有绿化带而产生的愈量衰减,每10 m绿化带产生的愈量衰减见表3.表3 8处林带每10 m的愈量衰减各个测 点每10 m宽绿化带的愈量衰减dB(A)林带1林带2林带3林带4林带5林带6林带7林带810 m20 m30 m40 m1.02.33.24.41.12.43.44.70.91.93.03.90.71.52.73.61.01.92.43.20.61.42.13.00.61.21.92.40.71.12.02.63 实验分析及对公路防噪林带的设计指导3.1 实验数据分析声波衰减通过正常衰减和愈量衰减,正常衰减通过声波的球形脱离和前进中与空气分子摩擦,又称为距离作
32、用,随距离增加而衰减.此外,由于声源与接收者间障碍物而产生反射,折射,散射,吸收作用,产生愈量衰减.由表3数据可把衰减效果分为三个区:(1)有效降噪区:愈量衰减超过1.1 dB,林带由低于11 m能见度的浓密灌木组成;(2)次级有效降噪区:愈量衰减为0.81dB,由乔木和灌木组成,能见度在15 m以上;(3)无效降噪区:愈量衰减少于0.8 dB,主要是稀少乔木,能见度超过27 m.8处林带40 m总的衰减变化范围为10.218 dB,愈量衰减变化范围为2.44.7dB.图4 林带宽度,能见度与愈量衰减关系图结合其他的测量处数据,描绘出林带衰减与宽度,能见度关系图,见图4.区域A是稠密灌木,有最
33、好的降噪效果,实验发现只要接收者高度比稠密的枝叶和树干顶部低,即能产生大量的声衰减.区域B为第二有效降噪区,这组树木差别虽比较大,但是稠密的树叶和枝干仍然抵抗声波,可以发现低分支的灌木和乔木有更好的降噪效果.区域C也有一定的降噪效果,因为枝干比较高,基本没有什么障碍物吸收声音.区域D降噪效果较差.林带密度,宽度,高度,长度是比枝叶大小和枝干特性更有效的降噪因子.密度,宽度,高度,长度因子扩散声音,枝叶尺寸和树干特性引起共振吸收,扩散作用大于吸收作用,因此,林木的种植形式是林带降噪的最明显因素.能见度越低,密度越大,更多枝叶来降低噪声,散射作用也越大.在这个研究中,能见度是最突出的降噪因子,它与
34、愈量衰减成反比关系. 宽度是另一个重要的降噪因子,更宽的距离导致声波传播路径上有更多的树木,产生了更大的吸收和扩散.同时,林带的结构和树叶可以分散声源附近集中的声波,但随着距离增加散射作用减小,距离与衰减成正比,一般认为至少30 m绿化带才有较好的降噪效果.林带的高度和长度在这里没有作为主要因子,愈高的林带提供了更大的表面,因此有更多的散射和吸收的机会,这在研究中得到了证实.当林带越长,声波受阻产生的衍射现象更高,降噪效果更好,一般至少60 m长的绿化带才能提供最大的衰减.在所有观测的林带中,灌木降噪是最有效的,因为它们稠密的树叶和树干产生的散射特别利于降噪,而有一定高度的树木(乔木)会对声波
35、有更好的扩散和吸收作用.可是,大多数灌木较低,而树木在分枝高度下树叶和树干较少.因此,灌木和乔木同时利用,即灌木种植在乔木下,可使得林带产生最好的降噪效果.对频谱进行分析,发现林带对高频的降噪效果优于低频,有腐殖质的地面对中低频衰减较好,而树干树枝的散射和树叶的散射和吸收对高频效果较好.林带的屏障作用,点声源衰减比线声源好,但是衰减倾向二者是相似的.这里虽然引用了点声源,可推断林带对线声源降噪效果基本与此相似.3.2 绿化带的降噪效果对公路防噪林带设计的指导3(1)公路沿线各噪声敏感点防噪林设计内容包括边坡地带和隔离带外的防噪林带两部分.边坡绿化包括路肩,挖方边坡和填方边坡地绿化,边坡和平台用
36、草皮覆盖间隔种植冠木或低矮乔木,达到降噪及美观效果.在路肩树种的选择上,多选用低矮成球状的树种. 为保证降噪绿化效果,防噪林带采取沿公路两旁先低后高分层次种植.选择几种植物混种,以便取长补短,在车道近旁可栽种灌木,稍远处可以种植草地,再远处可栽种乔木林带,并探索出不同的地方用不同的植物配置原则.树木一定要求速生且高大,能很快超过路堤高度形成自然屏障;防噪林的效果会因声波频率,树林的密度和宽度而异,所以林带要种得密,相当宽,而且要根据土壤选用树冠矮,分枝低,枝叶茂密的灌木与乔木搭配构成防噪林带,且阔叶的树木比针叶树木的单位吸声量大.(2)绿化的降噪作用不仅与种植参数有关,而且与声源及接收者离地高
37、度有关. 对实验进行频率分析,发现在2000 Hz以上的高频,其波长往往比树叶小,故树叶只有遮挡视线和高频声的作用,而对中低频的吸收较好.(3) 林带位置应尽量靠近公路,其间距宜在615 m之间,林带宽度一般不小于30 m; 林带高度宜在10 m以上,灌木高度不宜小于3 m;长度应大于受保护点的长度.(4) 注意树的株行距,保证树木得到充足的生活空间,水分,养分,光.以72杨,69杨为例,一般12年生幼树树冠在23 m,2 3年生可达45 m,三行以上的成片,速生丰产林行间距为3 3 m.对防噪林的采伐要严加控制,在经济林成熟以后,采伐宜分期分批进行,采伐后要及时补种新树.(5) 保证一年四季
38、都有降噪效果,耐寒树木不可少,可选用蜀桧柏和独木女贞等常见的耐寒树种;为了提高抗病虫害的能力,树种应多样性,错落有致,形成一个良好的生态群落,也有利于树木成活与降噪,减少管理和维护;考虑林木色彩搭配合理,避免单调呆板,增加色彩与美观.4 结 论林带衰减与宽度成正比,与能见度成反比,树带要有一定的高度和长度才有降噪效果,每10 m林带总的噪声衰减在3 dB左右,愈量衰减在1dB左右.枝叶和有腐殖质的地面对中低频衰减较好,而树干对高频衰减较明显.不同地面影响的重要之处在于低流阻多孔腐殖质地面的形成,地面作用的愈量衰减在500 Hz以下,大于等于1000 Hz的愈量衰减主要归因于树干树枝的散射和树叶
39、的散射和吸收.利用绿化带降低噪声,其效果取决于树种,能见度,种植宽度,树冠高度,枝叶密度以及季节变化等,其中能见度和宽度是最重要的两个因子.在噪声源与建筑物之间,要合理配置由常绿(或落叶期短)乔木和灌木组成的绿化带,且靠近噪声源植树比靠近防护对象植树效果要好.林带最好是稠密的高树,分枝点低,枝叶茂密,垂直分布,并高矮搭配.应该指出,栽植防噪林带可以较低噪声,但作用有限,因为树木即使有浓密的树叶,它的空隙仍然很大,声波容易穿透,遮挡引起的声衰减作用较小,至于草皮与松土只对靠近地面的传播有作用.高速公路交通噪声监测与评价方法探讨1 高速公路车辆运行特点1.1 高速公路车辆流量高速公路车辆种类繁多,
40、运营车辆车况离散性较大，车辆运行速度快，交通噪声变化起伏变化。因此，在进行噪声监测数据分析时,通常需要对车辆进行分类统计，然而我们从收费站获取车辆流量数据时并没有一个统一的分类方法，如表1和表2分别列举了河北省京石高速公路和沪宁高速公路车辆分类方法。为了便于噪声监测数据分析，目前交通噪声监测中的车辆流量一般按大、中、小三类车型进行分类统计：大型车（8吨以上）、中型车（28吨）、小型车（2吨以下）。当需要某一路段的准确车辆流量数据时，人工计数是比较好的选择，上岗时应进行统一培训，车辆流量统计应与交通噪声监测同步进行。另外，随着数字影象技术的飞速发展，大容量的数字录象设备性价比很高，每个测点采取数
41、字录象以后，再送回实验室由专人分类统计也是一个能准确统计车辆流量的有效方法，特别是敏感点24小时连续监测尤其如此。1.2 高速公路车辆运营时间分布特点在进行高速公路交通噪声监测前，必须首先了解和掌握车辆运营时间分布特点，总结归纳出各类车辆集中运营的时段，以便合理地拟订交通噪声监测方案。一般经验表明，高速公路交通流量高峰期为911时，1517时、2123时。白天车辆约是夜间的1倍，但夜间大型车辆与白天相当，且超载车较多。实施监测前，应从各路段收费站调阅近期交通量数据并进行分类统计，公路各类车辆交通量时间分布，应该注意的是，高速公路项目环境影响评价中预测的交通量是按工程可行性研究报告给出的标准车流
42、量值为准，在进行项目竣工环境影响调查时，为便于与预测的交通量及交通噪声进行比较，可将实际监测的交通量按不同车型折算为标准车流量，一般可按下式折算：标准车流量 = 小型车 2 中型车 3 大型车1.3 高速公路交通噪声昼夜分布特点高速公路交通噪声监测应该在有代表性的时间段进行。由于交通噪声与车流量通常有较好的相关性，因此，一般可根据图1给出的交通量时间分布初步判定交通噪声监测的时间段，拟定具体的监测方案。统计资料表明省内公路，一般昼、夜声级相差较小，部分路段夜间声级高于白天。1.4 实际交通量与预测交通量高速公路交通量直接涉及交通噪声水平，高速公路一般在建成并试运行1年后进行环境保护验收调查工作
43、，而此时的交通量远低于设计能力的75%，特别是国家对高速公路项目规定了最低交通量规模的要求，目前大量存在人为放大交通量预测数据的情况，直接导致项目建成运营后实际交通量长期低于预测交通量。因此，在进行环境保护验收调查工作中，应注意将实际监测的交通量与环评中预测交通量进行对照分析。2 高速公路交通噪声监测方法2.1 沿线声敏感点调查道路中心线两侧100m范围内的学校、医院，60m范围内的居民住宅；特别应该注意的是，由于线路摆动在建设中时有发生，公路建成后的噪声敏感点与“环评”报告有较大差异，应按表3所示样式逐一调查落实。2.2 敏感点噪声监测主要目的是了解敏感点环境噪声水平和达标情况。所有敏感点不
44、可能全部监测，首先应选取环评中确认的敏感点和每一路段代表性敏感点，以便于监测数据与环评预测值比较。监测点应选在距道路最近的敏感建筑窗外1米，昼夜各监测1次、连续监测2天。2.1 敏感点24小时噪声监测主要目的是掌握高速公路交通噪声时间分布特性，敏感点应优先选取道路中心线两侧60米范围内的居民住宅和道路中心线两侧100米范围内的学校和医院，选择12个高于路面的监测点，连续监测24小时。监测点应具备必要的监测条件、易于操作、监测期间无生活噪声或其它噪声干扰。2.4 交通噪声平面衰减监测主要目的是掌握高速公路交通噪声空间分布特性，应选择在道路的平直路段、距弯曲段和桥梁较远、公路两侧开阔无屏障。监测点
45、分别选在距公路路肩20米、40米、80米和120米，监测点与公路之间高差应尽量保持一致、无其它声源干扰，必要时增设距路肩0.2米监测点。一般每条公路设1-2个监测断面。2.5 声屏障降噪效果监测视声屏障长度，一般设46个同步监测点3 关于背景噪声3.1 背景噪声来源城市区域环境噪声测量方法中并没有关于交通噪声测量过程中背景噪声修正问题，环境监测技术规范（噪声部分）也缺乏相应的规定。然而在实际监测过程中（特别是在乡村的24小时无人职守监测），背景噪声对监测结果的影响是客观存在的，有时无法回避。背景噪声主要表现在以下几个方面：3.1.1 监测期间突发噪声：如敏感点狗叫、到访人员、运输车辆和其它突发
46、噪声；3.1.2 夏季昼间持续不断的蝉鸣声；3.1.3 夏季夜间持续不断蛙鸣声和虫鸣声。3.2 测量值修正方法笔者认为在测量结果达标的情况下，背景噪声可以不修正；但是，当测量结果超标并且背景噪声难以回避时，就应该考虑背景噪声的修正问题。可以采取以下几种方式进行修整：3.2.1 剔除可疑测量值：当某个1小时测量值太高并且交通量数据又不能支持时，应剔除可疑测量值；3.2.2 在有蝉鸣声、蛙鸣声或虫鸣声但无车辆通过时，测量昼间和夜间1分钟等效A声级,作为该监测点的背景噪声，参照工业企业厂界噪声测量方法中的规定对测量值进行修正；3.2.3 强烈推荐24小时无人职守监测时同步录音，作为可疑测量值判定的依据。4 评价方法
