公路聲屏障高度理論與實(shí)際設(shè)計(jì)初探

1、<p>　　公路聲屏障高度理論與實(shí)際設(shè)計(jì)初探</p><p>　　摘要：本文通過分析現(xiàn)有聲屏障的設(shè)計(jì)高度是否符合降噪的要求，進(jìn)一步探究規(guī)劃中提出的建筑對道路退讓的距離是否利于聲屏障設(shè)計(jì)，并提出聲屏障高度優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：交通噪聲；聲屏障高度；建筑退讓距離 </p><p>　　Abstract： in this article

2、， through analysis of the existing design of the noise barrier height whether accord with the requirement of noise reduction， further to explore the planning of buildings in a retreat on the road distance is conducive to

3、 the sound barrier design， and noise barrier highly optimized design proposal. </p><p>　　Key words： traffic noise； Sound barrier height； Building concession </p><p><b>　　引言 </b></

4、p><p>　　隨著車流量的增加，公路交通噪聲污染對沿線居民正常生活、工作、學(xué)習(xí)、休息環(huán)境的干擾程度和范圍也隨之加劇和擴(kuò)大。為有效控制交通噪聲、加大公路環(huán)境保護(hù)力度，聲屏障因其實(shí)用性和有效性在公路噪聲防治方面得到了廣泛的應(yīng)用。本文在已有道路條件下，根據(jù)環(huán)境噪聲本底值和該地環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值，確定噪聲設(shè)計(jì)目標(biāo)和聲屏障設(shè)計(jì)高度，在滿足降噪要求的前提下，節(jié)約投資成本。 </p><p><b>　

5、　1.現(xiàn)狀分析 </b></p><p>　　從沈陽市交通噪聲全年監(jiān)測數(shù)據(jù)看，2012年在監(jiān)測的48條干線中，對于監(jiān)測的干線長度達(dá)標(biāo)率為56.5%。交通噪聲全市平均噪聲等效聲級為69.9dB，盡管符合國家標(biāo)準(zhǔn)（70dB）和城考限值（70dB），但仍有近50%的干線道路沒有達(dá)標(biāo)[1]。如，沈陽南二環(huán)在建造聲屏障之前晝間和夜間噪聲等效級達(dá)到79dB。搜集2005年檢測數(shù)據(jù)分析得，同樣的檢測干線和監(jiān)測點(diǎn)位，

6、檢測的干線長度達(dá)標(biāo)率為87.4%，全市交通噪聲平均等效聲級僅為68.4dB[2]。 </p><p>　　2.聲屏障的設(shè)計(jì)原理 </p><p>　　控制噪聲的方法可分為兩種：一種為從聲源出著手降低噪聲；另一種為在傳播途徑中阻礙噪音的傳播。本文采用第二種即聲屏障的降噪方式。實(shí)際中聲屏障是有限長的，聲屏障無法完全阻礙聲音的傳播，聲波遇到聲屏障會發(fā)生反射、繞射和投射現(xiàn)象。 </p>

7、<p><b>　　2.1 反射 </b></p><p>　　聲波遇到聲屏障一部分被放射回來，當(dāng)有雙側(cè)聲屏障時(shí)會出現(xiàn)聲波多次反射的情況。一部分反射的聲波通過繞射仍舊會到達(dá)受聲點(diǎn)，即使聲屏障的材料有吸聲特質(zhì)，也無法吸收全部的反射波，因此降低聲屏障的降噪效果。 </p><p><b>　　2.2 繞射 </b></p>

8、<p>　　聲波會越過聲屏障頂端傳播并在聲屏障后面形成聲影區(qū)，繞射聲的聲量級小于直達(dá)聲的聲量級，聲量級之差稱作聲屏障繞射減噪量，并隨著繞射角增大而增大。 </p><p><b>　　2.3 透射 </b></p><p>　　聲波透射后到達(dá)受聲點(diǎn)的聲量小于直達(dá)聲的聲量，兩者之差稱為透射降低量。穿透聲屏障的聲能量與聲屏障的面密度、入射角及聲波的頻率等因素有

9、關(guān)。傳聲損失（隔聲量）用來評價(jià)投射噪聲的能力。透射降低量大說明聲障有較大的插入損失，有更好的降噪效果。 </p><p>　　3. 聲屏障設(shè)計(jì)高度計(jì)算方法 </p><p>　　一般判定公路車流量在1000輛/小時(shí)以上時(shí)，每輛車作為點(diǎn)聲音連續(xù)分布在公路上，可視為不相干的線聲源，并為了方便計(jì)算而簡化成一條等效車型先線。公路交通噪聲為非穩(wěn)態(tài)不連續(xù)聲源，聲波頻率范圍在63到8000Hz，交通噪聲

10、能量集中在500Hz，因此500Hz為交通噪聲的中心頻率值。現(xiàn)設(shè)定研究對象為安裝無限長聲屏障的快速公路，對應(yīng)的路面的寬度為38m，考慮聲屏障建造位置距離路肩越0.5米，所以兩側(cè)聲屏障距離為39m。對照法規(guī)《城市環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-2008），受聲點(diǎn)在城市快速路兩側(cè)可歸為4a類環(huán)境功能區(qū)，晝間和夜間環(huán)境噪聲限值分別為70dB和55dB[3]。圖一為聲屏障截面圖。線d和線AB分別為上文提到的噪聲透射路徑和噪聲頂端繞射路徑。 <

11、;/p><p>　　圖一 聲屏障截面圖（聲程差示意圖） </p><p>　　從聲屏障聲程差示意圖中，聲屏障高度為h，設(shè)定聲源與受聲點(diǎn)直接距離為l，聲源與聲屏障距離為l1， 聲屏障與受聲點(diǎn)距離為l-l1，聲源到受聲點(diǎn)的距離為d，受聲點(diǎn)高度為p。使用勾股定理，可得到A與B的長度。此處，聲屏障和受聲點(diǎn)之間的距離是由建筑后退紅線距離得到的。 </p><p><b>

12、;　?。?） </b></p><p>　　聲程差 [5] （當(dāng)聲波頻率為500Hz）（2） </p><p><b>　　[5]（3） </b></p><p>　　聲屏障高度的計(jì)算公式中聲程差是由菲涅爾數(shù)決定的，而菲涅爾數(shù)可以通過計(jì)算衰減量得到。衰減量的計(jì)算公式為 </p><p><b>　　

13、[6]（4） </b></p><p>　　此式中，L為衰減量（dB），L0為源強(qiáng)（A聲級）（dB）， K為10（線聲源），l為受聲點(diǎn)距離聲源的距離（m），d為聲源長度（m），Lc為受聲點(diǎn)預(yù)期聲級（dB）。 </p><p>　　算得衰減量后可從圖二中得到對應(yīng)的菲涅爾數(shù)N，代入上式，可算得聲屏障高度。 </p><p>　　圖二 衰減量與菲涅爾數(shù)的關(guān)系

14、</p><p>　　4. 現(xiàn)有聲屏障高度和規(guī)劃所得聲屏障高度結(jié)果 </p><p>　　4.1現(xiàn)有道路聲屏障設(shè)置高度分析 </p><p>　　南二環(huán)沿途建筑與道路的距離從15-100米不等，聲屏障的高度分別為2.8m和3.5米。一般的聲屏障高度為3-6米[7]，高層且距離公路較近的建筑并不在聲屏障的聲影區(qū)內(nèi)，且公路兩側(cè)的聲屏障會對噪聲進(jìn)行反射，高層建筑受到反射后

15、增強(qiáng)噪音的影響。 </p><p>　　4.2 規(guī)劃道路聲屏障設(shè)置高度分析 </p><p>　　以南二環(huán)快速路為研究對象，受聲點(diǎn)現(xiàn)對于聲源的高度為4m，聲屏障到受聲點(diǎn)的距離即建筑退讓道路紅線距離為30m，聲源到聲屏障距離為19.5m，根據(jù)上述聲屏障參數(shù)，p=4m、l=49.5m、l1=30cm。首先計(jì)算衰減量L。源強(qiáng)聲級為79dB，源強(qiáng)測試距離為1快速路車流量為2500輛/小時(shí)，所以視為

16、線聲源，K=10，源強(qiáng)測試距離為40m。受聲點(diǎn)預(yù)期聲級55dB。 </p><p>　　4.3 聲屏障高度設(shè)定結(jié)論 </p><p>　　根據(jù)圖二可得，菲涅爾數(shù)為30，因此聲程差為10.2m。代入式（3），得出聲屏障高度為4.89m。盡管此高度不符合實(shí)際要求，但根據(jù)式（3）得到的調(diào)整建筑物退讓距離即可改變設(shè)計(jì)聲屏障高度，從而符合實(shí)際需求。 </p><p><

17、b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]2012年度沈陽市道路交通噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)，沈陽市環(huán)境保護(hù)局http：//www.syepb.gov.cn/data/2013_01_08/201318141721.html，2013 </p><p>　　[2]湛美，高峰，馮曉宇，沈陽市環(huán)境噪聲狀況及防治措施.環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2007，6：129-131 </p&