摘要:現(xiàn)代工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展和人們對周圍生活環(huán)境的日加關(guān)注，使得振動噪聲控制引起人們的廣泛重視。降低交通噪聲不僅可以改善人們的工作生活環(huán)境，而且可以減少機(jī)器的磨損、節(jié)約功耗、延長機(jī)器的使用壽命。噪聲和振動控制離不開聲學(xué)測量。通過測量，可以了解振動噪聲的源頭，變化規(guī)律和傳播特性等，從而可以找到降低噪聲的有效途徑。本文對聲強(qiáng)法檢測輪胎/路面噪聲進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞:交通噪聲 來源與危害 檢測 聲強(qiáng)法 輪胎/路面噪聲測試

所謂噪聲從物理學(xué)觀點講，就是各種不同頻率和聲強(qiáng)的聲音無規(guī)律的雜亂組合;從生理學(xué)觀念來看，就是干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音。而道路交通噪聲一般指機(jī)動車輛在交通干線上運(yùn)行時所發(fā)出的超過國家標(biāo)準(zhǔn)(白天70dB (A)，晚間55dB (A))的聲音。

1 道路交通噪聲的來源及危害

機(jī)動車輛是一類綜合噪聲源，有些噪聲源和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，有些噪聲源和車輛行駛的速度有關(guān)。按照噪聲產(chǎn)生的過程，可將機(jī)動車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)時所帶動的各種附件(如壓氣機(jī)、發(fā)動機(jī)等)發(fā)出的噪聲。與機(jī)動車行駛有關(guān)的噪聲主要包括:傳動機(jī)構(gòu)(變速器、傳動軸、差速器等)的機(jī)械噪聲、輪胎出的噪聲、車身(架)振動及和空氣作用所產(chǎn)生的噪聲。就機(jī)動車輛噪聲來說，發(fā)動機(jī)是主要的噪聲源，傳動系統(tǒng)是次要聲源。

公路的修建及交通的運(yùn)行也給沿線的物理環(huán)境及生態(tài)環(huán)境帶來了許多不利的影響，在一些大、中型城市尤為嚴(yán)峻。道路交通噪聲污染現(xiàn)今已逐步成為我國城市環(huán)境的一大公害，嚴(yán)重威脅著人們的正常生活和身心健康。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，我國大中城市中，目前城市環(huán)境噪聲主要以交通噪聲和社會生活噪聲為主。但交通噪聲的比例有逐年上升的趨勢。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和交通的日漸繁忙，道路交通噪聲問題會逐漸加劇，并成為制約居民生活質(zhì)量提高的重要因素。噪聲對人體的影響是全身性、多方面的，在生產(chǎn)、生活中，若周圍的噪聲值長期超過國家明文規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就會對人體造成極大的傷害，主要表現(xiàn)在心理和生理兩個方面。

從生理方面來講，長期工作和生活在高噪聲環(huán)境下(如交通干線兩側(cè)噪聲嚴(yán)重超標(biāo)的居民區(qū))的人們，由于持續(xù)不斷的受到噪聲的刺激，耳朵容易發(fā)生器質(zhì)性病變，導(dǎo)致聽力下降。不同強(qiáng)度噪聲對聽力的影響不同，噪聲強(qiáng)度越高，危害越大。如果人們長期生活在強(qiáng)烈的噪聲環(huán)境中，日積月累，內(nèi)耳器官不斷受到噪聲刺激，就可能發(fā)生器質(zhì)性病變，即噪聲性耳聾。此外，噪聲還會損害心血管、使紊亂神經(jīng)系統(tǒng)功能、內(nèi)分泌失調(diào)，以及損害女性生理機(jī)能。

噪聲對人體造成心理危害主要表現(xiàn)在:噪聲超過85分貝就會使人感到心煩意亂，噪聲還會分散人的注意力，導(dǎo)致工作效率下降和交通事故的發(fā)生;噪聲還會影響人的睡眠，從而影響到工作和學(xué)習(xí)，經(jīng)衰弱癥，表現(xiàn)為失眠、耳鳴、疲勞，進(jìn)而導(dǎo)致人的記憶力的減退。

2 聲強(qiáng)法是檢測道路噪聲污染的重要手段

噪聲測量是振動噪聲控制研究的重要手段。聲壓、聲強(qiáng)和聲功率是聲學(xué)中最常用的基本物理量，因此，聲壓、聲強(qiáng)和聲功率的測量成為噪聲測量的重要組成部分。

聲源發(fā)出的聲波通過對媒質(zhì)的作用，使其質(zhì)點受到擠壓而產(chǎn)生壓力變化，這一變化量成為聲壓，它常作為噪聲評價的一個重要物理量。然而聲壓的大小與離聲源的距離和測量時所處的環(huán)境都直接相關(guān)，聲壓并不能準(zhǔn)確地反映一個聲源的聲輻射能量，它僅僅只反映空間聲場中某點的噪聲接受水平。一個聲源在單位時間內(nèi)向外輻射的聲能，我們稱之為聲功率，它是一個恒量，可以用它來衡量一個聲源的聲輻射能力。單位時間內(nèi)，通過單位面積的聲能稱為聲強(qiáng)。

聲強(qiáng)是單位面積上的聲功率，所以，一個聲源包絡(luò)面上的聲強(qiáng)之和，就是聲源的聲功率。聲強(qiáng)是一個矢量。只要將包絡(luò)面上的聲強(qiáng)矢量做積分，就可以求出聲源的聲功率，而測量區(qū)域之外的干擾噪聲得到抵消。也就是說在普通的聲學(xué)環(huán)境，甚至是在有干擾噪聲的情況下，通過對聲強(qiáng)的測量就可以得到聲源的聲功率。

采用聲強(qiáng)法探查交通道路噪聲源的主要優(yōu)點是:聲強(qiáng)法測量對測試環(huán)境的要求較低。被測聲源周圍的背景噪聲對聲強(qiáng)測量的影響很小，因此聲強(qiáng)測量不需要特殊的聲學(xué)實驗室(消聲室或半消聲室)，就可以得到較高的測量精度，聲強(qiáng)法測量噪聲可以直接在工作現(xiàn)場進(jìn)行;聲強(qiáng)測量能反映出噪聲的能量及其流動情況，且由于聲強(qiáng)具有方向性，所以測得的聲強(qiáng)可以全面反映從聲源發(fā)出的噪聲能量傳播狀態(tài)，另外，在用聲強(qiáng)法測量聲功率時，對測量封閉面的形狀沒有嚴(yán)格要求;聲強(qiáng)法的測量結(jié)果直觀，可視性強(qiáng)。由于聲強(qiáng)法的后處理能力強(qiáng)?？梢酝ㄟ^后處理軟件繪制聲強(qiáng)的矢量圖、等高線圖、三維圖，由圖線分析噪聲源的位置直觀、可視性強(qiáng);聲強(qiáng)法可以對測量結(jié)果進(jìn)行頻譜分析，特別是聲強(qiáng)法可以繪制出指定頻率的聲強(qiáng)矢量圖等圖線。也使頻率分析變得直觀、可視性增強(qiáng);聲強(qiáng)可以在近場和遠(yuǎn)場進(jìn)行測量，可以排除聲場不純的影響。

3 采用聲強(qiáng)法進(jìn)行輪胎/路面噪聲測試的方法

目前輪胎/路面噪聲測試方法大致可分為七種:遠(yuǎn)場測試有滑行通過法、控制通過法、統(tǒng)計通過法、拖車滑行法。近場測試有拖車法、隨車聲強(qiáng)法。轉(zhuǎn)鼓法則用于室內(nèi)分析。隨車聲強(qiáng)測試法是近年來一種新興的測試噪聲的方法，該方法摒棄傳統(tǒng)的聲壓測試，將聲強(qiáng)測量引入到路面噪聲測量中來，對氣流噪聲，反射噪聲及不在自身傳播軸上的背景噪聲，都有很大程度的削弱，由此，能較真實地反映輪胎/路面相互作用產(chǎn)生的噪聲。

3.1 測試方式 隨車聲強(qiáng)法測試設(shè)備主要由六部分組成:固定裝置，雙傳聲器聲強(qiáng)探頭，數(shù)據(jù)采集儀，數(shù)據(jù)分析軟件，測試車測試輪胎和附屬裝置。

通過以往進(jìn)行輪胎/路面噪聲測試的分析總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)不同的變量(速度、溫度、輪胎種類等)對其影響的程度不同，速度是影響輪胎/路面噪聲的最大變量，其次是輪胎種類。因此重點測試不同速度對輪胎/路面噪聲的影響具有一定的現(xiàn)實意義。

3.2 通過測試得到的結(jié)論 通過測試得到了不同車速輪胎/路面噪聲特性。測試過程中汽車分別以60、70、80 km/h的恒定速度通過指定測試路段，每次通過記錄時間均為5s，每種速度重復(fù)測量三次。平均聲強(qiáng)級和1/3倍頻程頻譜通過對隨車數(shù)據(jù)采集儀采集數(shù)據(jù)的分析得到:①聲強(qiáng)隨車速增加而增加，但隨著車速的提高，增長趨勢有所減緩;②1/3倍頻程頻譜圖顯示，最高值產(chǎn)生在800～1000Hz之間，車速每增加10km/h，最高值約增加3dB(A)。但不同速度下的總體趨勢一致，隨著頻率的增大，聲強(qiáng)級會出現(xiàn)峰值，其后隨頻率增大，聲強(qiáng)級逐漸減小。

通過這個簡單的測試可以發(fā)現(xiàn)，隨車聲強(qiáng)室外測試系統(tǒng)便攜、快捷、安全，可對不同車速、不同路面形式及不同輪胎種類所產(chǎn)生的輪胎/路面噪聲進(jìn)行量測比較，是一種較為理想的輪胎/路面噪聲室外測試方法。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)及城市建設(shè)的迅速發(fā)展，城市車流量急劇增加，隨之而來的城市道路交通噪聲污染也日益嚴(yán)重。道路交通噪聲具有強(qiáng)度高、覆蓋面大、影響范圍廣的特點，已逐漸成為污染我國城市環(huán)境的一大公害，深入研究噪聲污染的控制變得緊迫進(jìn)來。由于噪聲測量是噪聲控制研究的前提和重要手段。聲壓、聲強(qiáng)和聲功率是聲學(xué)中最常用的基本物理量，因此，聲壓、聲強(qiáng)和聲功率的測量成為噪聲測量的重要組成部分，值得我們不斷的深入的探索。

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