劉　莉，孔　濤，陳　祥，孫化民，彭宏森

蘇北某跨京杭運(yùn)河大橋交通噪聲影響預(yù)測(cè)與防治措施實(shí)例

劉莉1，孔濤2，陳祥2，孫化民1，彭宏森1

（1.徐州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇 徐州 221006；2.徐州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所，江蘇 徐州 221006）

通過應(yīng)用交通噪聲預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模式，以某擬建大橋?yàn)槔?，?duì)大橋建成后的交通噪聲值進(jìn)行預(yù)測(cè)及影響分析，并給出合理的噪聲防治措施。運(yùn)用成熟的數(shù)學(xué)模式對(duì)未來道路交通噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)未來城市發(fā)展規(guī)劃過程中充分考慮噪聲的影響具有很好的借鑒意義。

交通噪聲；數(shù)學(xué)模式；預(yù)測(cè)分析

隨著城市化進(jìn)程的不斷提高，城市基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，交通干線迅速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車保有量迅速增加，這兩種因素綜合起來造成城市交通噪聲對(duì)環(huán)境的影響也越來越突出［1］，在城市發(fā)展和規(guī)劃中應(yīng)充分考慮交通噪聲影響并加以解決顯得尤為重要。通過應(yīng)用《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則·聲環(huán)境》［2］（HJ2.4-2009）中交通噪聲預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模式，以某擬建大橋?yàn)槔?，?duì)大橋建成后的交通噪聲值進(jìn)行預(yù)測(cè)及影響分析，并對(duì)沿線噪聲敏感點(diǎn)給出合理的噪聲防治措施。運(yùn)用成熟的數(shù)學(xué)模式對(duì)未來道路交通噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)未來城市發(fā)展規(guī)劃過程中充分考慮噪聲的影響具有很好的借鑒意義［3］。

1　擬建大橋概況

某擬建大橋是江蘇蘇北某市橫跨京杭運(yùn)河的一座公路橋，雙向四車道城市Ⅰ級(jí)主干路設(shè)計(jì)，橋面總寬度為33m，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h。主橋728m，南北引橋462m，其他道路長(zhǎng)約1.5km。通行凈高（主干路、次干路）≥4.5m。主要建設(shè)內(nèi)容為道路、橋梁工程、雨水及污水管道工程，另外還有綠化、路燈、邊坡護(hù)理等輔助工程。道路全部采用瀝青混凝土路面。項(xiàng)目附近聲環(huán)境保護(hù)目標(biāo)（敏感點(diǎn)）包括：項(xiàng)目東側(cè)約10m的A小區(qū)，人口約600人；項(xiàng)目穿越的B村莊，人口約100人。

2　道路交通噪聲影響預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)

2.1環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)模式的確定

根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則·聲環(huán)境》（HJ2. 4-2009），環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)值包括：將環(huán)境噪聲現(xiàn)狀背景值和大橋道路交通噪聲預(yù)測(cè)貢獻(xiàn)值進(jìn)行疊加計(jì)算，得到擬建大橋建成投入使用后的環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)值。

2.1.1道路交通噪聲級(jí)預(yù)測(cè)模式

根據(jù)設(shè)計(jì)，擬建大橋工程交通量較大。公路上行駛的車輛可視作連續(xù)的線聲源。根據(jù)噪聲級(jí)預(yù)測(cè)道路交通噪聲在預(yù)測(cè)點(diǎn)的貢獻(xiàn)值采用的模式如下：

式中：Leqi-第i種車型的車流在觀測(cè)點(diǎn)處的等效聲級(jí)，dB（A）；

Loi-第i種車型在參照點(diǎn)處，車速Vi時(shí)輻射的平均輻射噪聲級(jí)，dB（A）；

T-計(jì)算等效聲級(jí)的時(shí)間，取1h；

Ni-第i種車型的小時(shí)車流量，輛/h；

vi-第i種車型的平均行駛速度，km/h；

α-與地面覆蓋物吸收特性有關(guān)的衰減因子，農(nóng)村地區(qū)軟地面，取α=0.5；硬地面取α=0；

△S-噪聲傳播中建筑物、地形、路堤、路塹等障礙物的附加衰減量，dB（A）；

△L1-公路彎曲或有限長(zhǎng)路段引起的交通噪聲修正量，dB（A）。

式中各參數(shù)計(jì)算公式如下：

第一，車輛輻射平均噪聲級(jí)

各型車在公路上行駛的輻射聲級(jí)按下列公式計(jì)算：

小型車：Lw，s=59.3+0.23vs

中型車：Lw，m=62.6+0.32vm

大型車：Lw，l=77.2+0.18vl

第二，距離衰減量△L距離

ro-行車道中心線至參照點(diǎn)的距離，ro=7.5m；

r-行車道中心線至接受點(diǎn)的距離，m；

α-與地面覆蓋物吸收特性有關(guān)的衰減因子，農(nóng)村地區(qū)軟地面，取α=0.5；硬地面取α=0。

第三，障礙物對(duì)噪聲傳播的附加衰減量

△S=△L樹林+△L農(nóng)村房屋+△L聲影區(qū)

A.林帶引起的附加衰減量△L樹林

△L樹林按表1取值。

表1　樹林噪聲衰減量估算表Tab.1 The estimated table of the attenuation of noise at woods

B.房屋的附加衰減量△L房屋

房屋建筑的噪聲附加衰減量按表2估算。

表2　房屋建筑的噪聲衰減量估算表Tab.2 The estimated table of the attenuation of noise at housing construction

C.聲影區(qū)的附加衰減量△L聲影區(qū)

預(yù)測(cè)點(diǎn)在高路堤或低路塹兩側(cè)的聲影區(qū)內(nèi)引起的附加衰減量△L聲影區(qū)決定于聲程差，聲程差由圖1計(jì)算：即

圖1　高路堤噪聲衰減量計(jì)算示意圖Fig.1 The schematic drawing of noise attenuation at high embankment

最后，由菲涅爾系數(shù)與噪聲衰減量（△L）關(guān)系曲線圖（此處從略）查得聲影區(qū)的噪聲附加衰減量。

第四，道路縱坡引起的噪聲修正量△L縱坡的計(jì)算式：

小型車：△L縱坡=50×β，dB

中型車：△L縱坡=73×β，dB

大型車：△L縱坡=98×β，dB

式中：β-公路的縱坡度，%

第五，公路彎曲或有限長(zhǎng)路段引起的交通噪聲修正量△L1

2.1.2環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)模式

該擬建大橋建成投運(yùn)后，預(yù)測(cè)點(diǎn)的噪聲值采用的預(yù)測(cè)模式如下：

2.2預(yù)測(cè)模式中參數(shù)的確定

2.2.1車速（Vi）

擬建大橋道路上的車輛可認(rèn)為是勻速行駛，根據(jù)該項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)指標(biāo)，大、中、小3種車型的平均行車速度見表3。

表3　車輛行駛速度及輻射平均噪聲級(jí)Tab.3 The table of the average noise of vehicle speed and radiation level

2.2.2車輛輻射平均噪聲級(jí)（Loi）

車輛行駛輻射噪聲級(jí)與車速、車輛類型及路面特性（路面材料構(gòu)造、粗糙度及坡度等）有關(guān)，車輛行駛輻射平均噪聲級(jí)與車速關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算（見表3）。

2.2.3小時(shí)車流量（Ni）

擬建大橋交通量的預(yù)測(cè)采用三階段法，基準(zhǔn)年為2010年，特征年為2015、2020、2025等3個(gè)年份。

大橋預(yù)測(cè)交通量由趨勢(shì)交通量、誘增型交通量和轉(zhuǎn)移型交通量三部分組成。

交通量分配過程中充分考慮了區(qū)域路網(wǎng)的規(guī)劃道路因素。各特征年交通量預(yù)測(cè)結(jié)果見表4。

表4　擬建大橋特征年交通量預(yù)測(cè)值表　　單位：（PCU/d）Tab.4 The predictive traffic value of the bridge annually（PCU/day）

晝夜小時(shí)交通量比為8∶2。經(jīng)計(jì)算，大橋營(yíng)運(yùn)期主評(píng)價(jià)年的晝夜小時(shí)車流量分別列于表5。

表5　大橋評(píng)價(jià)年小時(shí)車流量預(yù)測(cè)值　　單位：輛/hTab.5 The predicted value of the hourly average vehicle flow at the bridge.（vehicles/hour）

2.3環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果及評(píng)價(jià)

2.3.1道路交通噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果

根據(jù)該路段評(píng)價(jià)年晝夜交通量，按平路堤、無限長(zhǎng)、無縱坡、路邊地面類型為軟地面情況下預(yù)測(cè)不同評(píng)價(jià)年的交通噪聲值列于表6。表中的交通噪聲預(yù)測(cè)值直觀的反映了擬建大橋交通噪聲級(jí)在道路兩側(cè)的分布，可供地方建筑規(guī)劃參考。

表6　各評(píng)價(jià)年交通噪聲預(yù)測(cè)值　　單位：LAeq（dB（A））Tab.6 The predicted value of traffic noise annually.LAeq（dB（A））

由表6預(yù)測(cè)結(jié)果可知：

第一，隨著離大橋中心線距離的增加，聲環(huán)境質(zhì)量均變好。

第二，隨著交通量的增加，項(xiàng)目沿線聲環(huán)境質(zhì)量變差，營(yíng)運(yùn)近期聲環(huán)境質(zhì)量較好，中期次之，遠(yuǎn)期最差。

第三，不同時(shí)期各路段晝間噪聲預(yù)測(cè)情況優(yōu)于夜間。

2.3.2道路交通噪聲評(píng)價(jià)

擬建大橋聲環(huán)境執(zhí)行《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-2008），道路兩側(cè)距征地紅線35m以內(nèi)區(qū)域執(zhí)行4a類，35m以外執(zhí)行2類標(biāo)準(zhǔn)，居民區(qū)和學(xué)校執(zhí)行2類標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)平路基預(yù)測(cè)結(jié)果，可對(duì)大橋營(yíng)運(yùn)期噪聲達(dá)標(biāo)距離進(jìn)行預(yù)測(cè)，該路段營(yíng)運(yùn)期噪聲達(dá)標(biāo)距離預(yù)測(cè)表如表7所示。

表7　營(yíng)運(yùn)期交通噪聲達(dá)標(biāo)距離表Tab.7 The traffic noise standard about operating distance

由表7對(duì)交通噪聲分析如下：

營(yíng)運(yùn)近期（2015年）:距道路中心線22m以外均符合4a類環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)，距路中心線48m以外均達(dá)到2類標(biāo)準(zhǔn)；營(yíng)運(yùn)中期（2020年）：距路中心線外23m符合4a類環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)，77m以外均符合2類標(biāo)準(zhǔn)；營(yíng)運(yùn)遠(yuǎn)期（2025年）：距路中心線27m以外符合4a類環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)，90m以外均符合2類標(biāo)準(zhǔn)。

2.4營(yíng)運(yùn)期交通噪聲對(duì)沿線敏感點(diǎn)環(huán)境影響預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)

2.4.1敏感點(diǎn)環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)值

根據(jù)路段交通量，道路結(jié)構(gòu)、敏感點(diǎn)背景噪聲情況，計(jì)算得大橋營(yíng)運(yùn)期沿線敏感點(diǎn)環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)值見表8。

表8　大橋營(yíng)運(yùn)期沿線敏感點(diǎn)環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)值及超標(biāo)量Tab.8 The predicted noise value and the over-standard noise value of sensitive environmental noise spot during the bridge operation period

擬建大橋穿越A小區(qū)、B村莊路段交通噪聲等聲級(jí)線圖見圖2。

圖2　擬建大橋A小區(qū)、B村莊路段交通噪聲等聲級(jí)線圖Fig.2 The chart of the equal traffic noise level at A district and B village about the bridge

2.4.2敏感點(diǎn)噪聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)根據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，道路兩側(cè)距征地紅線35m以內(nèi)區(qū)域執(zhí)行4類，35m以外執(zhí)行2類標(biāo)準(zhǔn)。

營(yíng)運(yùn)近期（2015年）：A小區(qū)夜間超標(biāo)0.9 dB（A）；其他保護(hù)目標(biāo)晝間和夜間公路沿線村莊噪聲均無超標(biāo)點(diǎn)。

營(yíng)運(yùn)中期（2020年）：A小區(qū)晝間超標(biāo)2.9 dB（A），夜間超標(biāo)4.6 dB（A）；其他保護(hù)目標(biāo)晝間和夜間公路沿線村莊噪聲均無超標(biāo)點(diǎn)。

營(yíng)運(yùn)遠(yuǎn)期（2025）：A小區(qū)晝間超標(biāo)3.3dB（A），夜間超標(biāo)5.1 dB（A）；B村莊晝間超標(biāo)1.7 dB（A），夜間超標(biāo)3.6 dB（A）。

2.5交通噪聲污染防治措施

對(duì)于以上預(yù)測(cè)結(jié)果，通過采取一定的噪聲治理措施后，可減弱或消除大橋營(yíng)運(yùn)期對(duì)周邊聲環(huán)境的影響。建設(shè)大橋可以采用低噪聲路面技術(shù)，通過在大橋兩側(cè)加裝隔聲屏，加強(qiáng)道路交通管理，有效地控制交通噪聲污染；限制性能差或超載車輛進(jìn)入道路，經(jīng)常維持道路路面的平整度，在重要敏感點(diǎn)附近路段兩端設(shè)置限速、禁鳴標(biāo)志；在鄰近道路的住宅建筑中，進(jìn)行功能置換，合理布局，把交通噪聲對(duì)敏感點(diǎn)的影響降到最低。

［1］ 韋藝嫻，陳娜.高架橋梁交通噪聲環(huán)境影響預(yù)測(cè)分析［J］.大眾科技，2012，（09）：52-55.

［2］ 國(guó)家環(huán)境保護(hù)部.HJ2.4-2009，環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則·聲環(huán)境［S］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2010.

［3］ 任德功，王萬群.楊浦大橋交通車輛噪聲預(yù)測(cè)分析［J］.交通部上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所學(xué)報(bào)，1992，（15）：98-108.

Prediction and control measures for traffic noise about the bridge of Jing-Hang Grand Canal in the North Jiangsu Area

LIULi1，KONGTao2，CHENXiang2，SUNHua-min1，PENGHong-sen1
（1.Xuzhou Environmental Monitoring Station，Xuzhou 221006，China；2.Xuzhou Institute of Environmental Sciences，Xuzhou 221006，China）

A planning bridge in the north Jiangsu area of Jing-Hang Grand Canal was taken as example，the prediction mathematical models of traffic noise were applied to predict and analyze the traffic noise effects，and gives some reasonable controllingnoise measures.The sophisticated mathematical models was used topredict future traffic noise，which would be a good example for fully considering the harmful effects of noise and the control measures duringthe societydevelopment.

Traffic noise；Mathematical models；Prediction analysis

X383

A

1674-8646（2015）04-0008-04

2015-01-06

2013年徐州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（XM13B104）；2014年度江蘇省“六大人才高峰”資助項(xiàng)目（2014-JNHB-020）作者簡(jiǎn)介：劉莉（1974-），女，江蘇徐州人，學(xué)士，高級(jí)工程師，從事環(huán)境毒理學(xué)及污染防治等研究。