高速公路噪声距离衰减规律分析

福建省环境监测中心站 林 峰



高速公路噪声距离衰减规律分析

福建省环境监测中心站 林 峰

根据高速公路噪声的现场测试结果，采用相关分析方法，求出噪声级和距离的函数关系表达式，得到高速公路噪声距离衰减的规律。

高速公路 噪声 距离衰减

1 前言

随着我国高速公路建设速度的加快，高速公路产生的噪声污染问题越来越引起人们的关注。公路交通噪声及其传播规律的研究迅速地拓展到高速公路，公路交通噪声的预测模式已被广泛应用于高速公路的噪声预测。《环境影响评价技术导则声环境》（HJ/T2.4-1995）提出用美国联邦公路管理局（FHWA）的预测模式，《公路建设项目环境影响评价规范》JTJ 005-1996（试行）和JTG B03-2006也分别提出各自的预测模式。2010年，环境保护部发布了《环境影响评价技术导则声环境》HJ2.4-2009，代替HJ/T2.4-1995，于2010年4月1日开始实施，目前普遍使用其规定的公路交通运输噪声预测模式进行高速公路的噪声预测。

公路交通运输噪声预测模式的主要参数是车辆噪声源强和距离衰减量。《环境影响评价技术导则声环境》HJ2.4-2009的预测模式未涉及车辆噪声源强的计算问题。《公路建设项目环境影响评价规范》（JTJ 005-1996和JTG B03-2006）均提出了车辆噪声源强的计算方法。近年来随着车辆制造技术的发展，车辆噪声有所降低，且高速公路行驶车辆的车速较快，车况与其他公路也有所不同，因此车辆噪声源强的各种计算方法一直未能得到广泛的认同。目前比较认可的方法是对同类道路且车速相近的各类车型的车辆噪声进行监测，采用类比分析得到水平距离7.5米处的能量平均A声级。本文不讨论车辆噪声源强问题。

《环境影响评价技术导则声环境》HJ2.4-2009的预测模式的基本模式为单车道模式，其距离衰减量主要取决于车道中心到预测点的扩散衰减和地面效应衰减，再将各个车道噪声对预测点的影响声级迭加，得到公路噪声影响的预测结果。因此，其距离衰减的规律不够直观，不能直接表述不同距离的衰减量与距离的关系。

高速公路噪声距离衰减规律的直观表述形式是求出水平面上垂直于高速公路的线上各点的噪声级和距离的函数关系式。此关系式包含了各车道各车型的车辆噪声级、车流量、车速和地面效应衰减等因素的总体影响结果。本文根据对已运营的高速公路噪声的现场测试结果，采用相关分析的方法，在保证较高相关性的前提下，得到噪声级和距离的函数关系表达式。

2 现场测试

为了研究高速公路交通噪声的距离衰减规律，现场测试选择足够长的平直道路并在途经的开阔平坦的旷野中进行。在垂直于高速公路的直线上设置6个测点，测点位于距离主车道中心线5m、35m、65m、95m、125m、155m处。为避免因地形高差所带来的附加衰减和影响，各测点均在高于路面1.2m的同一水平面上。

现场测试分别在福泉高速公路莆田段(K83+300)、厦漳高速公路东孚段(K245+600)及漳龙高速公路浮蔡段(K94+400)三处实施，测量分昼间和夜间两个时段进行。

现场测试使用6台同一厂家同期生产的同型号声级计进行测量。测量前先用同一个声级校准器校准，并在同一点位同步测量高速公路交通噪声20分钟，6台仪器的LAeq测量值极差小于0.5dB，以保证仪器的差异造成测量误差。对6个测点同样采取同步测量的方法测量20分钟。

高速公路交通噪声距离衰减的测量结果详见表1。

表1 高速公路交通噪声距离衰减测量结果 单位：LAeq,dB

3 高速公路噪声级与距离的函数关系式

《环境影响评价技术导则声环境》HJ2.4-2009预测模式的基本表达式如下：

式中：

(h)——第i类车的小时等效声级，dB(A)；

N——昼间，夜间通过某预测点的第i类平均小时车流量，辆/h；在指定的时间T(1h)内；

——从车道中心线到预测点的距离，m；

V——第i类车的平均车速，km/h；

——计算等效声级的时间，1h；

Ψ、Ψ——预测点到有限长路段两端的张角，弧度；

ΔL——由其他因素引起的修正量，dB(A)。

预测模式为单车道模式，我省目前的高速公路大多为双向4车道，应分别计算各车道对预测点的声级后，经叠加后得到贡献值。对高速公路而言，高声级的大、中型车辆一般在主车道行驶，因此最靠近预测点的主车道噪声影响最大。在求取高速公路噪声级与距离的函数关系式时可以将主车道中心线到预测点的距离r作为自变量，求得预测点的A声级LA与r的关系式。

相关分析一般采用一元线性回归的方法，但由现场测试的结果分析，LA与r的线性关系规律不显著，显然不适合使用线性关系表达式进行相关分析。由预测模式可以看出，求取LA与r的关系，可以尝试先将r取自然对数，再求取LA与lgr的相关关系。高速公路噪声级与距离的函数关系式相关分析仍可采用一元线性回归的方法，函数关系表达式：LA＝a＋b×lgr ，a、b为系数，所得到的回归方程见表2。

表2 高速公路交通噪声级距离衰减相关分析结果

4 结论与分析

由相关分析结果可知，高速公路噪声级与距离的函数关系式用LA＝a＋b×lgr作为表达式，采用一元线性回归的方法进行相关分析，各条高速公路无论白天或夜间的多次测量结果，其回归方程的相关系数γ均大于0.99，表明了高速公路不同距离的噪声级与距离的对数值有显著的相关性，函数关系表达式合理。高速公路交通噪声级距离衰减规律与距离的对数值密切相关。

对高速公路交通噪声级距离衰减规律的分析结果，各条高速公路多次测量结果的重现性很高，距离衰减量相当接近，距离衰减系数b的取值范围为12.12～13.43，即距离增加一倍，噪声级衰减量3.6～4.1dB。高速公路交通噪声级距离衰减量比点声源几何发散衰减小，比线声源几何发散衰减大，高速公路交通噪声级声源几何发散衰减规律介于点声源和线声源之间，类似于有限长线声源。

高速公路交通噪声级的距离衰减规律在高速公路噪声影响的管理、噪声的预测、公路两侧建设的规划控制以及高速公路噪声影响的控制措施等方面有广泛的指导意义。

另外，关系式中系数a的值取决与车辆噪声级、车速和车流量等因素，不作为本文的讨论内容。