引言:随着城市化进程加快,城市道路交通量激增,交通噪声污染日益严重,已成为影响城市环境质量的重要环境问题之一。交通噪声的长期影响可导致心血管疾病、睡眠障碍、认知功能下降等健康问题。为有效控制交通噪声污染,需要针对城市道路交通系统研究噪声产生机理、传播规律和影响效应,建立交通噪声预测模型,并针对典型道路和交通流量条件开展预测分析,为道路交通噪声防控对策提供理论支撑。

1城市道路交通噪声的预测模型和预测方法

城市道路交通噪声预测常采用统计力学模型,根据声源强度、声传播路径和环境参数计算噪声。典型的预测模型有国外的FHWA模型、Nord2000模型,和我国的交通噪声计算模型GB12348。这些模型都包含了车流量、车速、道路条件、气象等参数,可以计算在不同距离处的噪声级。其基本思路是将单辆车辆的声功率水平作为基准,结合车流量、车速组成的交通流参数,计算单位时间单位长度的线源声功率,再考虑传播衰减计算声压级。具体方法有赝图像法求解波动方程,射线追踪法追踪声线传播路径,还有统计功率法直接叠加所有声源贡献。近年还采用声明模型、波束追踪等方法,可以处理复杂地形对噪声的散射和遮挡效应。通常需要现场获取交通流量、车速、车型组成比等数据,不同车型分配不同的声源强度,最终可获得不同距离处的噪声分布预测结果。这可为交通噪声影响评价、隔声屏障设计、路面材料选择提供理论依据^[1]。

2某城市道路改建工程简介

2.1改建工程背景

本工程位于我市A区,该区域是老城区,人口密度高达每平方公里2万人,道路设施陈旧落后,规划混乱,交通拥堵严重。原有的X路是该区的主干道,日交通流量达10万辆次,机动车占90%。但是X路建成已30年,仅宽15米,双向6车道,严重不适应交通发展需求。且因车流量大而缺乏隔音设施,产生了大量噪声,严重影响了周边居民区10万居民的生活质量,引发居民强烈不满,是该区亟待解决的重大环境问题之一。为改善当地交通环境,提高居民生活质量,经过专家论证和规划,我市决定投入1.5亿元对X路进行改造。

2.2改建前的道路状况

改建前的X路全长5公里,仅宽15米,配置双向6车道。两侧住宅区和商业区密集,人口密度较大,沿线集中居住着10万居民。X路车流量大,高峰时段更是交通拥堵严重,部分路段车速甚至不足10公里/小时,车辆平均通行速度维持在很低的水平。交通噪声主要来自机动车的引擎噪声、鸣笛声及行驶噪声,其中尤以大型货车和摩托车噪声最为突出。交通高峰时段,汽车长时间鸣笛问题尤为突出,严重影响周边居民的生活。由于改建前没有设置任何隔音屏障,机动车噪声可直接辐射到道路两侧的居民区,对沿线居民生活质量产生了严重的负面影响。

2.3改建后的道路规划

经过专家反复论证,改建后计划将X路主干道扩建到双向8车道,扩宽到30米,以适应未来10年的交通发展需求。在主路两侧新增划设非机动车道和绿化带,全长配套建设高2米的隔音屏障。采用低噪声排水井盖、低噪声细粒径沥青路面材料,优化路面材料减噪效果。设置红绿灯控制交叉口车流,增设立交桥分离人车通行。改建区段配套建设多个停车场,以减少主路路边臨时停车。

3改建前后道路交通噪声预测与分析

3.1改建前道路交通噪声预测

根据现场调查,采用国际通用的交通噪声预测模型,预测改建前道路交通噪声日均等效声级在75-80dB,夜间最高声级可达90dB,严重超过环境噪声标准,严重影响沿路居民的生活质量。根据我国《环境噪声排放标准》(GB 3096-2008),类居住区的日均等效声级限值为55dB,夜间最高声级限值为70dB。改建前的X路交通噪声显然远远超过了这一标准,对沿线居民造成了严重的噪声污染。

3.2改建后道路交通噪声预测  

改建后,虽道路交通流量预计还会有所增加,但在采取各项减噪措施后,预计X路道路交通噪声污染将会大幅改善。预测改建后,日间道路交通噪声日均等效声级可控制在65dB以下,夜间最大声级也可降至80dB以下,将基本达到国家《声环境质量标准》中对一类居住区的标准要求。

3.3改建前后交通噪声对比分析

通过预测分析可知,改建后,交通噪声的最大声级可降低10分贝,日均等效声级可降低15分贝,道路交通噪声污染将得到显著改善。这主要得益于本改建工程采取的一系列噪声污染防控措施,各项措施发挥了协同增效作用,共同降低了道路交通噪声的空间传播,使沿线居民区获得实质性的减噪效果和环境效益。改建前后交通噪声的比较也可以从人耳感觉的角度进行,因为人耳对噪声的感知是非线性的,每增加10分贝,人耳感觉到的噪声强度就会增加一倍。因此,改建后的道路交通噪声降低了10-20分贝,对于沿线居民来说,是一个非常明显的改善。

4减缓城市道路交通噪声的对策

4.1 选线优化、隔声屏障

城市主干道路和快速路的选线布置应充分考虑沿线人口分布情况,尽可能避开人口密集的居民区和居民点。对已建成区周边的主要道路,可以通过调整道路走向形成S形小幅曲线,合理利用建筑物、绿化带等增加噪声从源到受体的传播距离,以达到降噪效果^[2]。在人口稠密的居民区,以及学校、医院等重点敏感区域周边,应科学设置合理规格的参数隔声屏障。通常屏障选用吸声材料制作,高度在2-5米之间,长度不应小于需保护区域的长度,增大覆盖面积。可在屏障表面制作一定区域的间断式吸声切口,增大吸收效果。合理设计屏障的形状结构,降低噪声的穿透率,提高屏障的整体隔声量,达到明显的降噪效果。

4.2 路面材料选择、车辆技术改进  

优化路面材料是有效减少交通噪声的重要措施之一。可大面积使用细粒径、细孔结构的吸声型沥青混凝土材料铺装,可显著提高路面本身的吸声率,增强对空气中噪声的散射作用,可直接减少轮胎与路面接触时产生的滚动噪声。大力发展新能源电动汽车,可从根本上减少发动机的机械噪声。改进汽车的动力传动系统,使用低噪声电机和减震技术,可直接减少机械噪声的产生和传导。并可以通过对汽车喇叭实施音量限制,控制其最大音量水平,从而直接减少汽车鸣笛时的高分贝瞬态噪声。

4.3 交通管理、绿化规划

通过加强主要道路的交通流量管理,可从源头直接减少噪声的产生。如合理设置间隔信号灯,避免交叉口区域车流堵塞,减少汽车长时间鸣笛的高噪声。针对早晚高峰时段,可采取车辆通行数量限制、限速等措施。同时,扩大道路两侧绿化带区域范围,选用多层次、高密度的植被配置,可利用绿化植被对噪声进行散射和吸收,起到减弱交通噪声的显著作用^[3]。

结束语:

本研究通过对某市改建前后道路交通噪声污染变化的预测分析,评价了各类减噪措施的效果,提出了系统的交通噪声防控对策,为城市道路交通噪声污染治理提供了理论参考。后续还需进一步完善预测模型,开展更多典型案例分析,并监测验证模型预测结果,以期得到更加可靠的结论。

参考文献：

[1] 张慧盛,刘魏巍,孙浩. 基于土地利用的城市道路改建工程交通影响评价 [J]. 物流科技, 2021, 44 (01): 98-102.

[2] 刘明秀. 城市公交站台交通噪声特征分析及预测研究[D]. 南京林业大学, 2020.

[3] 杜军,余龙清,袁博. 城市道路改建工程交通噪声预测与分析研究 [J]. 资源节约与环保, 2019, (12): 112-113.