1、目 录摘 要 .IABSTRACT .II第 1 章 绪 论 .11.1 城市交通噪声的污染现况 11.2 城市交通噪声的危害 21.3 城市交通噪声的研究现状 31.4 本文研究的内容 5第 2 章 交通噪声的评测方法 .62.1 声音的特征分析 62.2 噪声的概念 82.3 噪声的特点 92.4 噪声的分类 92.5 噪声的客观度量 92.6 噪声的主观评价 11第 3 章 交通噪声的影响因素 .153.1 机动车动 力噪声 153.2 轮胎与路面泵吸效应因素 163.3 车辆构成种类及车速 183.4 车流量 193.5 路面结构的影响 203.6 机动车鸣笛的影响 21第 4 章 城
2、市交通噪声控制方法 .234.1 噪声源的控制 234.2 声屏障降噪 234.3 绿化林带降噪 254.4 降噪路面 264.5 合理的城市道路规划措施 27第 5 章 重庆市交通噪声监测分析及其防治方案 .295.1 测量内容及目的： 295.2 测量仪器介绍 305.3 测量条件及测点选择 325.4 测量时间、地点 325.5 测量数据分析 335.6 重庆市交通噪声防治方案与措施 406.总结与展望 45致 谢 .462010 届交通运输专业毕业论文I摘 要随着中国经济的持续高速发展，中国城市化进程进一步加快，一些大中型城市的交通负担越来越重，城市道路交通噪声污染也日益成为影响城市环
3、境的突出问题。交通噪声严重影响城市居民正常工作和休息，降低工作效率，危害身心健康。本文首先分析交通噪声污染的现状，发现我国 80%的交通干线两侧环境噪声都超过国家标准，我国约有 3400 万人遭受交通噪声污染的影响。其次对城市交通噪声的危害进行总结，把其分成干扰睡眠、损伤听力等六类。并对国内外城市交通噪声评价与控制措施进行了总结阐述。交通噪声污染作为一种特殊的污染，是声源做无规则振动时发出的声音，与普通声音区别在于无规律性和其引起人和动物的烦恼感。本文对声音的特征进行了分析，并对交通噪声进行定义，归纳其特点和进行分类。并把交通噪声的评价度量指标从客观和主观进行阐述。本文研究了交通噪声的影响因素
4、主要分为车辆构成种类、车速、车流量等因素，并对应各种影响因素归纳和提出了相应的交通噪声控制措施。作者针对城市交通噪声污染影响因素对重庆市的噪声污染情况进行了实地测量，得出了重庆市交通噪声污染的构成因素，和各种因素影响程度。并针对实际测量情况制定了富有地域特点的防治方案。关键词：交通噪声，环境污染，噪声测量，降噪措施陈鹏宇：城市交通噪声污染及防治方案设计IIABSTRACTChina has been further speeded up urbanization with the chinese economy continued rapid development.Some large an
5、d medium-sized cities of the traffic burden is become more and more heavier.The noise pollution in our city is also becoming impact of the outstanding issues. urban environment.Traffic noise will seriously affect the city dweller work and rest, and reduce work efficiency and physical and mental heal
6、th.First of all ,the essay analyst the situation of traffic noise pollution,pointing out that 80% of the highway noise all over the national standards.There are mostly 3.4 million people in our country are suffering from the traffic noise pollution.。Then sums up the how the city traffic noise is.Spl
7、it it into different six aspects,such as :interference of sleep, damage to hearing other six categories.And with the city traffic noise evaluation and control measures are summarized on this paper.Traffic noise pollution as a special kind of pollution, is the source of sound quiver anomaly and no la
8、ws. It causes the temper of people and animals.The characteristics of sound was analysed and to define the traffic noise, characteristic of and under the classification. and the traffic noise from the evaluation of measurement indicators are subjective and objective.This paper studies the traffic no
9、ise of the factors influencing divided mainly into the vehicle speed, a species factors, and correspond to various factors influencing summing up and made corresponding traffic control measures. City traffic noise pollution affect Chongqing in the field measurement, the traffic noise pollution of th
10、e factors and various factors. the extent and practical measurement conditions of the rich countries to control scheme.KEY WORDS: traffic noise，environmental pollution，noise measurement，noise reduction measure 2010 届交通运输专业毕业论文1第 1 章 绪 论1.1 城市交通噪声的污染现况近百年以来，世界经济发展迅速，城市的规模、人口在不断地膨胀扩大。从本世纪初城市人口约占总人口 20
11、%到今天的 50%左右，许多发达国家城市人口的比例达到了 80%。据统计，全世界人口超过 1000 万人的大城市已有 18 个，人口在 5001000万的城市有 22 个。我国自改革开放以来，城市化进程逐步加快。据统计 1978 年城市人口约占全国总人口 12.5%，到了 1994 年上升至 26%，截止 2009 年百万以上人口的大城市已达 118 个，还形成看了上海、北京、重庆、天津和广州等千万人口以上的特大城市 1 。随着我国城市经济建设的迅猛发展和城市人口的迅速增加，我国公路建设事业取得举世瞩目的成绩。截至 2006 年底，全国公路总里程达 345.70 万公里。路网结构进一步改善。全
12、国的道路运输事业也发展迅猛，2006 年全国国道网年平均日交通量达9939 辆/日。全年国道网车流量较大的地区主要集中在京津地区、上海、江苏、浙江、广东，上述地区国道网的年平均日交通量均超过 2 万辆。2006 年全国国道网年平均行驶量为万车.公里/日（当量标准小客车） 。虽然我国交通事业得到空前发展，但城市道路交通噪声污染日益成为影响城市环境的突出因素。过大的交通量和和交通噪声严重影响城市居民正常工作和休息，降低工作效率，危害身心健康。我国许多交通量大且行驶速度高的公路投入运营，使交通噪声扰民问题日益严重。全国 80%左右的交通干线两侧环境噪声超过国家标准(昼间 70dBA)。据初步统计，我
13、国约有 3400 万人遭受交通噪声污染的影响。1979 年至 1988 年的十年间，我国城市环境噪声增加了约10dB。 90 年代以后城市噪声增长的幅度更大，而城市噪声的最大来源是交通噪声，约占 45%50%。通噪声干扰人们的正常生活和休息，严重时影响人们的身体健康。在伦敦的一次噪声调查中发现：36%的伦敦人受到不同程度交通噪声干扰，受飞机、铁路、工业和建筑施工噪声干扰的分别为 9%、5%和 7%，而在家听到交通噪声的人高达 91%。德国有 70%的人受到道路交通噪声的干扰，日本 38%的人口生活在 65 分贝以上的交通噪声暴露环境中。另外，交通噪声还会影响到公路沿线的经济发展。例如，交通噪声
14、影响严重的房地产、工厂、商厦等的经济效益和生产效益都有不同程度的下降，噪声陈鹏宇：城市交通噪声污染及防治方案设计2还直接影响到公路周围的土地价值。有资料表明：交通噪声每升一高 1 分贝，沿线地的价格就会下降 0.081.26%，平均 0.9%左右。反过来说，将交通噪声水平降低 l 分贝，则相当于沿线土地增值 0.9%，对于土地批租来说，这是一个可观的数值。1.2 城市交通噪声的危害噪声污染早已成为城市环境的一人公害，国外早就有“噪音病”一词。科学研究表明，噪声会给人们的健康生活带来以下影响：1.2.1 干扰睡眠睡眠是人消除疲劳、恢复体力和维持健康的一个重要条件。但是噪声影响睡眠和休息，一般 4
15、0dB 的连续噪声可使 10%的人受到影响；若是突发噪声可使 10%的人惊醒；70dB 的连续噪声可使 50%的人受到影响；60dB 的突发噪声可使 70%的人惊醒。人们长时问工作、生活在噪声很大的环境中，对中枢神纤系统的刺激大，严重者会导致中枢神经系统功能紊乱。噪声长期作用于中枢神经系统，会使大脑皮层兴奋和抑制的平衡失调，导致条件反射异常、脑血管张力受损害，使人头疼、头晕、耳鸣、失眠多梦全身疲乏无力，在医学上称为神经衰弱症候群。表 1-1 噪声对人们睡眠的干扰程度噪声程度 连续性噪声 冲击性噪声40dBA 有 10%的人感觉到噪声影响 有 10%的人突然惊醒65dBA 有 40%的人感觉到噪
16、声影响 有 80%的人突然惊醒1.2.2 损伤听力噪音对人体健康的危害是多方面的，最容易受到关注的是噪声对听力的损害，噪音会引起耳部不适，导致听力下降，甚至耳聋。根据国际标准化组织(ISO)的标准，长期在 90dB 噪声级条件下，耳聋发病率为 21%，85dB 条件下的发病率则为 10%。1.2.3 对人体生理的影响一些实验表明，噪声会引起人体紧张的反应，会使人的胃液分泌减少，胃酸降低，从而易患胃溃疡和十二指肠溃疡。一些研究指出，某些吵闹的工业企业里，溃疡症的发病率比安静环境高 5 倍。近年还有人于自比噪声是刺激癌症的病因之一。当噪声超2010 届交通运输专业毕业论文3过 140dB 时，甚至
17、会引起眼球振动，视觉模糊，呼吸、脉搏、血压都会发生波动，全身血管收缩，供血减少，说话能力受到影响。1.2.4 对胎儿的影响噪声对胎儿也会产生影响，经常处在嘈杂环境中的婴儿不仅听力受到损伤，智力发展也会受到影响。有人作过调查，吵闹环境下儿童智力发育比安静环境中的低20%，吵闹地区婴儿的体重轻的比例较高。80dB 以下的噪声环境对发育阶段的婴儿来说危害尤其明显。1.2.5 对动物的影响。60 年代初期，美国 F104 喷气机作超声速一日了试验，飞行高 10000 米，每大飞越 8 次，共飞行 6 个月。结果，在飞机轰隆声的作用下，一个农场的 10000 只鸡被轰声杀死 6000 只。1.2.6 对
18、建筑物的损害强噪声可以使建筑物的抹灰及墙壁开裂，可以使瓦损坏，从而造成经济损失。1.3 城市交通噪声的研究现状1.3.1 国外研究现状E J.Langdon 和 Griffiths.LD 等人选取伦敦市的 12 个噪声现场作为调查地点，得出交通噪声污染评价指标(L10 和 L90 的组合项) 与公众对交通噪声刺激的主观反映之间具有较好的相关性 2。Gacia 等针对西班牙的主要城市进行了 20 年的交通噪声定点监测，分析了西班牙主要城市交通噪声的时空特性 3。Heng、kona 等则对新加坡和马来西亚的交通噪声进行了评价。随着针对交通噪声各种评价的研究日渐成熟，人们发现交通噪声定点监测这种研究
19、方法耗资过大，且获得的数据有时也很难保证典型性和客观性。因此，各国又进行了关于交通噪声的预测研究，许多国家都相继建立了各自的预测模型 4。如，美国联邦公路管理局发布的 FHWA 高速公路交通噪声预测模型；德国发布的 RLS81 模型和改进的 RLS90 模型；英国的 CRTV 模型。近些年来，各发达国家针对交通噪声的研究，有很大部分集中在控制与治理方面，如英国伦敦的人们陈鹏宇：城市交通噪声污染及防治方案设计4根据噪声地图进行出行 5；欧洲连续几次降低新车的可允许噪声水平；各国学者通过对不同种类声屏障结构的研究，找出适合不同状态下的最合适声屏障；日本则研究出通过雷射静音技术减少发动机的噪声，通过
20、改进胎面样式和轮胎结构达到轮胎静音等。1.3.2 国内研究现状曾德芳、皇浦月红等分析了我国城市道路交通噪声危害主要是使人体血压升高心跳加快，影响人们正常生活和休息，引发交通事故三个方面，提出了汽车鸣笛，大货车和大客车行驶噪音等几个因素是交通噪音最主要的因素，并提出了相关治理措施 6。郭静男等分析了中国城市区域环境噪声污染的特点，发现 1991 年中国有 97.1%的城市居民居住区噪声超标，绝大部分国控噪声监测城市的居住区噪声超标达 5dB 以上，超标最高达 16dB7。杨轶珣、蒋翼等对通过对公路交通噪声的来源及危害等进行分析，从噪声源、噪声传播途径及接受者三方面出发，提出了防治公路交通噪声污染
21、的噪声源控制、传播途径控制、保护接受者三方面的措施，以减少公路交通噪声污染造成的危害 8。潘琼、袁兴中等分析我国城市交通噪声的现状及趋势,重点从沥青路面材料、沥青路面构造深度和沥青混合料粒径大小三个方面来讨论低噪声沥青路面缓解交通噪声的原理和效果 9。周海生、黄继成等对交通噪声与路面噪声是两个不同的概念给出了清晰的定义：路面噪声是单车在道路上行驶时所产生各种噪声的总和;交通噪声是道路上行驶的所有车辆产生路面噪声叠加的总和。路面噪声主要包括汽车的动力系统噪声和轮胎/路面噪声。指出了路面噪声产生的原因和影响因素是多方面的，针对噪声产生和传播的三个途径从规划、管理、组织、法规、技术不同层次就降噪措施
22、作了简要阐述 10。袁玲在 2008 年监测了公路两侧落叶植物和常绿植物林带夏冬季交通噪声衰减频谱，分析植物体内部构造及外部形态特征对交通噪声衰减的影响。发现植物内部结构特征与特定频率段的噪声衰减量形成良好的依赖关系。提出 500Hz 以下的低频段林带噪声衰减量主要与植物茎的构造及数量有关，500Hz-2kHz 频段林带噪声衰减量主要与叶片结构及数量有关，2kHz 以上高频段林带噪声衰减量与树高度及外部形态有关 11。刘刚运用了面向对象的软件开发技术对城市交通噪声进行了计算机仿真，编制了一套适合我国道路交通噪声特点的预测软件，而且考虑了交通噪声对居民的影响，运用了模糊理论，提出了一种城市道路交
23、通噪声对居民影响评价的新方法 12。2010 届交通运输专业毕业论文51.4 本文研究的内容（1）对城市交通噪声影响因素进行仔细分析、总结。 （2）进行实地测量，包括对不同车流量环境下噪声测量，不同车速下进行噪声测量；对离交通干道的不同距离进行噪声测量，对有隔音屏障环境下不同楼层进行噪音测量。对测量数据进行处理得出相关结论。 （3）分析现有的几种降噪措施，对现有的降噪措施进行优缺点总结，提出修改方案，提出新的降噪措施。（4）针对重庆市的具体交通噪声情况提出具体的降噪措施方式设计。 陈鹏宇：城市交通噪声污染及防治方案设计6第 2 章 交通噪声的评测方法2.1 声音的特征分析众所周知，声音源于物体
24、的振动，这个振动的物体就称之为声源。声波是一种能量，传播时要经过一定的介质。声波是依靠介质分子振动向外传播能量声能的，而介质的分子只是振动而不移动，所以声音是一种波动。介质分子的振动传播到人的耳朵，从而引起人耳鼓膜的振动，通过听觉结构的“翻译” ，并发出信号，刺激听觉神经而产生声音的感觉。声音具有如下特性：2.1.1 频率、波长与声速(1)频率振动的声源完成一次振动所经历的时间称为周期，记作 T，单位是秒（s） 。一秒钟内振动的次数称为频率，记作 f，单位是赫兹（Hz） ，它是周期的倒数，即：(2.1)1fT频率是影响声波强度的主要因素之一。(2)波长声波在传播途径上，两相邻相位质点之间的距离
25、称为波长，记作 ，单位是米（m） 。(3)声速声波在弹性介质中传播速度称为声速，记作 c，单位是 m/s。声波不是质点振动的速度而是振动状态的传播的速度;它的大小与振动的特性有关，也与介质的弹性、密度以及温度有关。在空气中，声速与温度的关系如下：(2.2)31.427c式中: 空气温度，0c.声速、波长和频率有如下关系：(2.3)cf2010 届交通运输专业毕业论文7在一定介质中声速是确定的，因此频率越高，波长就越短。通常室温下空气中的声速为 340m/s（ =15 摄氏度） ，1004000Hz 的声波波长范围大约在 3.4m 至 8.5cm 长之间。人耳能听到的声波的频率范围约在 2020
26、000Hz 之间。低于 20Hz 的声波称为次声，高于 20000Hz 的称为超声。次声和超声不能使人产生声音的神经感觉。我们控制噪声的频率应尽量使其频率在 20Hz 以下或 20000Hz 以上。2.1.2 声波的绕射与反射(1)波阵面与声线所谓的波阵面，即是空间行波在同一时刻相位相同各点的轨迹曲面。波阵面为平面的称为“平面波” ，波阵面为球面的称为“球面波” 。由一点声源辐射的声波就是球面波，但在离声源足够远的局部范围内可以近似地把它看做平面波。所谓声线，表示声波传播的途径，在各向介质中，声线与波阵面相垂直。(2)声波的绕射如果声波在传播过程中遇到一块带有小孔的障碍板时，假如孔的尺度（直径
27、 d）与声波 相比较时很小，即 d，则新的波形较复杂。从上面的两个例子可以看出，当声源通过障板的孔洞时，并不象光线那样直线传播，而是能绕到障板的背面而改变原来的传播方向，在它的背后继续传播，这种现象称为绕射。声源的频率越低，绕射的现象越明显。(3) )声波的反射声波在传播过程中，如果遇到一尺寸比波长大得多的障板时，声波将被反射。如声源发出的是球面波，经反射后仍是球面波。同一时刻反射波与入射波的波阵面半径相等，如用声线表示前进的方向，反向声线可以看做是从虚声源发出的。所以利用声源与虚声源的对称关系，以几何声学作图法就能很容易地确定反射波的方向。根据声源与虚声源的对称关系，可以说明反射定律，它的基
28、本内容是：(1)入射线、反射线和反射面的法线在同一平面内。(2)入射线和反射线分别位于法线两侧。(3)入射角与反射角相等。陈鹏宇：城市交通噪声污染及防治方案设计82.1.3 声波的透射与吸收当声波入射到建筑构件（如墙、天花板）时，声能的一部分被反射，一部分透过构件，还有一部分由于构件的振动，或者由于其在介质内部传播时产生摩擦热而被消耗，通常把这种现象称之为材料的吸收。根据能量守恒定律，如果单位时间内入射到构件上的总声能为 E0，反射的声能为 Er，构件吸收的声能为 Ea，透过构件的声能为 Et,则互相之间有如下的关系：(2.4)0rtE透射声能与入射声能之比称为透射系数，记作 ；反射声能与入射
29、声能之比称为反射系数，记作 ，即：(2.5)0tE(2.6)这里，把 值小的材料称为隔声材料，把 值小的材料称为吸声材料。吸声系数a，可由下式确定：(2.7)001tE在进行噪音控制时，必须了解各种材料的隔声、吸声特性，从而合理地选用材料。2.2 噪声的概念声音是人耳对物体振动的主观感觉。从物理学角度讲，声音可分为乐音和噪声两种。凡是有规律的振动产生的声音叫乐音;频率和强度都不同的各种声音杂乱组合而产生的声音称为噪声。从环境和生理学观点分析，凡是使人厌烦的和不需要的声音统称噪声，它包括危害人们身体健康的声音，干扰人们学习、工作和休息的声音及其它不需要的声音 13。环境噪声是指在工业生产、建筑施
30、工、交通运输和社会生活中所产生的干扰周围生活环境的声音。环境噪声污染，是指所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象。2010 届交通运输专业毕业论文92.3 噪声的特点噪声污染是一种物理性污染，它与化学污染不同，其特点为:(l)噪声污染具有即时性。这种污染采集不到污染物，当声源停止振动时，声音便立即消失，不会在环境中造成污染的积累并形成持久的伤害。(2)噪声污染的危害是非致命的、间接的、缓慢的。但对人心理、生理上的影响不可忽视。(3)噪声污染具有时空局部性和多发性。在环境中，噪声源分布广泛，集中处理有一定难度。另外，一种声音是否为噪声，不仅取决于这种
31、声音的响度，而且取决于它的频率、连续性、发出的时间和信息内容，同时还与发出声音的主观意志以及听到声音的人的心理状态和性情有关。2.4 噪声的分类根据特性不同，噪声分类的形式多样。按声源的机械特点噪声可分为气体扰动噪声、固体振动噪声、液体撞击噪声和电磁噪声；按照声音的频率可分为小于 400Hz 的低频噪声、4001000Hz 的中频噪声及大于 1000Hz 的高频噪声；按噪声随时间变化的属性可分为稳态噪声、非稳态噪声、起伏噪声、间歇噪声、持续性噪声以及脉冲噪声等 14。环境噪声根据来源的不同主要包括:工业噪声、建筑施工噪声、交通噪声和社会生活噪声四种。不管采用哪种分类，随着城市的发展，现在工作生
32、活中接触的噪声都可谓是 “层出不穷” ，这些新的发展需要人们更加重视，在治理已有噪声环境的同时，防止新类型噪声的出现和影响。2.5 噪声的客观度量2.5.1 声压与声压级声压是指声波传播时，在垂直传播方向的单位面积上引起的大气压的变化。正常人耳能听到的最弱声压为 210-5Pa，称为人耳的“听阈” 。当声压达到 20Pa 时，人耳就会产生疼痛的感觉，20Pa 称为人耳的“痛阈” 。由于人耳的“听阈”与“痛域”相差一百万倍，表达和应用起来很不方便，同时，陈鹏宇：城市交通噪声污染及防治方案设计10人耳对声音的感受也不是线性的，它不是正比于声压绝对值的大小，而是同它的对数近似成正比。因此，常将两个声
33、音的声压之比用对数的标度来表示，这种方法表示的声压称为声压级，即(2.8)02lgpL其中，L p 为声压级，单位分贝(dB)；p 0 是参考声压，国际上规定 p0=210-5Pa。由声压级易知，听阈的声压级为 0dB，痛域的声压级为 120dB。2.5.2 声强与声强级声强是指在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的声能量，用 I 表示，单位是 W/m2。声强的大小可用来衡量声音的强弱，并且与离开声源的距离有关。声强级定义为(2.9)01lgIIL其中，L I 为声强级，单位分贝(dB)；I 0为参考声压，I 0=10-12W/m2， ，它相当于人耳能听到最弱声音的强度。声强级和声压级的关
34、系为：(2.10)401lgIpLc其中 为介质密度，c 是声速， 是介质特性阻尼。一般情况下认为声强级与c声压级的值相等。2.5.3 声功率与声功率级声功率为声源在单位时间内辐射的总能量，用符号 W 表示。它是衡量噪声源声能输出大小的基本量。声功率级为： (2.11)01lg/WL式中 为参考声功率，取 。0 1202.5.4 噪声的频谱噪声除强度不同外，也有音调的高低之分。声强、声压、声功率是衡量噪声强度2010 届交通运输专业毕业论文11的物理量，而音调是人对声音的主观感觉。音调高低与声的物理特性频率相关，即声源振动的快慢(频率)决定了辐射出来的声音的音调的高低，频率越大，音调越高。所以
35、在同一声压级下，前者听起来比后者音调高，感觉更加响一些。可见，仅用强度衡量噪声是不够的，还应对噪声的频谱进行研究。频谱分析是通过对声音频谱的研究，了解声音的能量在不同频率上分布的情况，从而了解声源的特性及深入研究声波的产生、传播、接收和对听者的影响等方面的问题，为噪声控制和治理提供依据为了研究方便，常把整个音频范围按一定规律划分为若干个相连的频段，每一频段称为一个频带。在噪声研究中，常用等比带宽的方法划分频段，即按倍频程划分频率区间。最常选用的是倍频程。把可听声频范围202000oHz，按频率倍比关系划分为十个频程，每个频程用中心频率表示，则十个频程分别为 31.5、63、125、250、50
36、0、1K、2K、4K 、8K 和 16KHz。由于人耳对31.5Hz 和 16KHz 这两个频带的声音不太敏感，因此，工程中常使用 638KHz 这八个倍频程。以频率为横坐标，以声音的强弱为纵坐标，绘出声音强弱的频率分布图，叫做频谱图。以此为依据，进行频谱分析，能为噪声控制提供依据。2.6 噪声的主观评价2.6.1 响度与响度级声音给人耳的感觉，主要是响的概念。对人耳而言，声音响亮的程度由声压级和频率两个因素共同决定。响度级就是一个能把声压级和频率用一个概念统一起来的量，它的定义是以 1000Hz 纯音为基础，如果一个声音听起来与这个 1000Hz 纯音一样响的话，此声音的响度级便等于该纯音声
37、压级的分贝数。响度级常用与 LN 表示，单位为“方”(希腊字母仲 phon，发声的意思)。响度级是用对数表示的相对量，是与客观量声压级相对应的主观评价量。主观评价声音响亮程度的绝对量是响度，用 N 表示，单位是“宋”(sone)，定义 1000Hz 纯音声压级为 40dB 时的响度为 1sone。按国际标准化组织 ISO/R181 一 1959E 的建议，响度级和响度之间存在下列关系：(2.12)403.2lgNL陈鹏宇：城市交通噪声污染及防治方案设计12图 2-1 等响曲线2.6.2 A 声级 LN声级计是测量噪声的基本仪器，一般有“A、B、 C”三种计权网络。环境噪声的度量，不仅与噪声的物
38、理量有关，还与声音的主观听觉感受有关；人耳对声音的感觉不仅与声压级大小有关，还与频率的高低有关 15。A 计权声级是模拟 40Phon 等响曲线设计的计权网络声压级。其特点是考虑了人耳对低频噪声敏感性差的频谱特性，对低频有较大的修正量，能够较好地反映人耳对噪声强度和频率的主观感受，对一个连续的稳态噪声，它是一种较好的物理评价量。而且 A 声级的测量又具有简单、快速的特点。此外，还可以同其他许多评价方法进行比较和换算。所以，除噪声范围很窄小的狭频带噪声和具有可以辨别出有纯音的噪声外，应对具有宽广频谱的噪声，一般多用 A 计权声级来评价噪声 16。除上面所列举的噪声主观评价量外，还有一些主观评价量
39、是以上述评价量为基础加以修正定义的。如以累积百分声级人为基础加以修正定义的交通噪声指数 TNI;以LA 和 Leq 为基础加以修正定义的评价声级 LR 等。现有的噪声评价量种类较多，分别从频谱特性、峰值因素、持续时间、起伏特性等方面加以定义，其特点是以噪声声压级的分贝数作为主要评价指标。这些噪声评价量主要反映了噪声对人耳听力的损伤及对日常听闻的影响。交通噪声的评价不能用简2010 届交通运输专业毕业论文13单的声级大小来衡量，应采用包含噪声级别、发生次数、持续时间、噪声变动幅度等内容的统计参数，这样才能反映出交通噪声的特点和对人感觉上和心理上的影响。目前在国际上还没有统一的交通噪声评价标准，综
40、合各国情况，评价交通噪声的指标一般用以下两个：统计声级： ；10590L、 、等效 A 声级：图 2-2 计权网络曲线（1）等效连续 A 计权声压级与 LAeq：实际存在的噪声，除了连续稳定运转的某些机器设备辐射的噪声外，绝大部分噪声在时间分布上，其强度是起伏变化的。表征这种不稳定噪声的大小，在较多情况下是求某一段时间间隔内 A 计权声压级的能量平均意义上的等效声级，称为等效连续 A计权声压级，简称等效声级，记为 LAeq，其中 T=t1+t2(2.13)210.()10lg()AtLtAeqtdB式中等效连续 A 声级；AeqL分别代表计算等效连续 A 声级的时间始末点；12t、在时间段内
41、A 声级变化的瞬时值。()在实际测量中往往不是连续取样，而是离散取样，如果在整个测量时段内有 n个 A 声级值，则将上式中的积分改为求和:(2.14)0.1()10lgAnLtiiLAeqTdB陈鹏宇：城市交通噪声污染及防治方案设计14式中: 第 i 个 A 声级测量值，相应时间间隔为 Ti。ALi建立在能量平均概念上的等效连续 A 声级，被广泛地应用于各种噪声环境的评价。但它对偶发的短时的高声级的出现不敏感。例如，在寂静的夜间有为数不多的高速火车驰过，尽管在火车驶过时短时间内声级很高，并对路旁住宅内居民的睡眠造成了很大干扰，但对整个夜间噪声能量平均得出的 Leq 值却影响不太大。（2）昼夜等
42、效声级一般噪声在晚上比白天更容易引起人们的烦恼。根据研究结果表明，夜间噪声对人的干扰约比白天大 10dB 左右。因此，计算一天 24 小时的等效声级时，夜间的噪声要加上 10dB 的计权声级，这样得到的等效声级称为昼夜等效声级。其数学表达式为：(2.15)/10(10)/10lg(59dB24dnLLdnL式中：L d为白天(07:0022:00)的等效 A 声级，dB(A)；Ln为夜间(22:0007:00)的等效 A 声级，dB(A)。2010 届交通运输专业毕业论文15第 3 章 交通噪声的影响因素交通噪声主要与下列因素有关：(1)车辆自身组成状况引起的噪声。(2)车辆构成种类。大功率机
43、动车、柴油发动机的噪声及车身振动噪声最大。(3)行车速度。车辆行驶速度越快，噪声越大，当车速超过 80km/h 时，轮胎噪声和车身振动就成为交通噪声的主要组成部分。(4)路面结构。路表面的平整状况和车辆轮胎花纹的不同，其相互作用产生不同的噪声。(5)道路通流量。道路上来回行走的人流、车流所引起的车辆的突然减速、提速，其相互作用产生的噪声。(6)车辆鸣笛。车辆过多使用喇叭，如使用高音喇叭，可使噪声声级升高710dB。(7)路堤高度。在填方路段，周围越空旷，车辆噪声传播的距离越远。交通噪声还与公路的线形、坡度等有关。3.1 机动车动力噪声图 3-1 汽车噪声源 17汽车在加速状态下的噪声源对噪声的
44、贡献大小如图 3-1 所示。发动机噪声是汽车的主要噪声源。发动机是多声源的复杂动力机械，进气、排气和风扇的气体扰动作用而产生空气动力性噪声。活塞曲柄连杆机构、配气机构和传动齿轮各运动零、部件在运转过程中受气体压力和运动惯性力的周期变化所引起的振动或相互冲击而产生机械噪声。燃油在气缸内燃烧，压力急剧升高，相当于无数个小锤敲击气缸，引发气缸和其他零部件的振动而产生燃烧噪声 B 各种振动传递到发动机表面而发出表面辐射噪声。在我国，小轿车车外加速噪声中，发动机噪声约占 55%；大、中型汽车车外加速噪声中，发动机噪声约占 65%。发动机进气噪声是指发动机表面辐射噪声。负荷对发动机噪声有一陈鹏宇：城市交通
45、噪声污染及防治方案设计16定的影响。进气噪声通常可高出发动机噪声 5dB，主要频率范围在 50010000Hz。排气噪声是机动车辆最主要的噪声源，要比发动机表面辐射噪声高 1020dB。表 3-1 各类机动车辆噪声级序号 车辆类型 噪声级/dB（A）1 大型柴油载重卡车 921002 汽油机卡车 82863 柴油机公共汽车 90964 汽油机公共汽车 80865 摩托车 88896 无轨电车 76907 轻型汽车 75858 轻便摩托车 841023.2 轮胎与路面泵吸效应因素当车速 V50km/h时，路面噪声主要来源于轮胎/路面之间泵吸噪声。汽车马达的一部分输出功率转化为噪声和振动，因此重车
46、的噪声和振动比小车大。轮胎滚动时，轮胎花纹块与路面之间形成若干个小空腔。轮胎接触地面时，小空腔中空气受到压缩容积减少，并将腔内空气突然向外喷射；当胎面离开地面，腔内容积恢复，而形成一定的真空度，空气被吸入，这种胎面元素间的空气不连续流造成了压力波动，发出声音，这两个过程就是轮胎的空气泵吸效应。如图 3-2 所示。图 3-2 轮胎的空气泵吸效应空气泵吸噪声的声压级近似为：2010 届交通运输专业毕业论文17(3.1)68.520lg/1l20lg4l20lgpLadinVnr式中: 一花纹沟槽的宽；a一花纹沟槽的深；d一花纹沟槽的周向长度；l一花纹沟槽的轴向槽数；in l 一轮胎转速；一轮胎变形
47、使沟槽体积的变化量；V一声源的距离。r从上述公式可看出：轮胎转速对空气泵吸噪声的影响相当明显，对于给定的汽车轮胎，轮胎转速越大，空气泵吸噪声越高。空气泵吸噪声频率主要在 1000Hz 以上。其次，轮胎滚动时，不规则的路面撞击胎面引起振动造成声辐射，滚动时轮、胎的不均匀性产生自激振而辐射噪声。噪声频率多在 500Hz 以下。同时在轮胎旋转和平动时引起轮胎与路面之间形成楔形喇叭口，可以放大上述轮胎噪声。一般汽车行驶速度增加 10 倍时，轮胎噪声上升 30dB(A)左右，它们之间的关系可用下列经验公式（3.2）表示：(3.2)()lgdBAV式中： A系数，一般取 3040；V车速，km/h；B常数
48、路面状况对轮胎噪声的影响见表 3-2。路面的粗糙度和潮湿程度对轮胎噪声也有影响。资料表明， 由于路面粗糙度不同所引起的轮胎噪声变化程度约 7dB(A)，在有水的潮湿路面上运行时，轮胎产生的 1000Hz 以上的高频噪声大大增加，湿路面比干路面的噪声大 l0dB(A)左右。表 2-2 路面状况对轮胎状况的影响序号 路面状况 噪声级/dB(A)1 光滑混凝土路面 702 光滑柏油路面 723 磨损混凝土路面（露出颗粒） 724 粗糙混凝土路面 78陈鹏宇：城市交通噪声污染及防治方案设计18对轮胎噪声也有一定影响，因为路面和轮胎材料的性能明显地受环境温度的影响。一般地，温度升高，噪声下降。其关系如下
49、(3.3)3()()aLTBA式中: T 一路面沥青温度；L(T)一相对声压级；(3.4)273.15aT为热力学温度；TA 和 B 一两个常数。构成交通噪声强弱的因素有车辆构成种类、车流量、行车速度、路面结构、路堤高度、车辆鸣笛、隧道内墙壁吸声系数等。3.3 车辆构成种类及车速在交通噪声计算中，通常将车辆分成三种类型，即大、中、小三类。根据我国对车辆的分类，大型车包括载重量大于 3.5t 的各类载重汽车，中型车包括载重量小于3.5t 的载重汽车及各类公共汽车，小型车包括小型面包车和各类轿车。各类型车辆单车辐射能量级和车速之间的关系已有专题研究 18得到了确定(3.5)0038.1lg2.496.l.5LS小 小中 中大 大式中 分别代表三种类型车辆的车速，公式中没有考虑减噪路面所产S小 中 大、 、生的效果。如图 3-3 所示，图中曲线表示大、中、小三种类型的车辆，车速分别为4060km/h、 4080km/h
