城市快速路聲環境影響分析和控制對策研究

陳作帥

（蘇交科集團股份有限公司，江蘇 南京 211112）

0 引言

隨著城市的發展，市內交通量劇增，城市道路快速化改造成為解決市內交通擁堵的主要途徑。與其他城市道路相比，快速路具有車速快、車流量大的特點[1]，且多采用高架或者隧道的形式穿越城市建成區，加上建成區的敏感點密集，新建小區多為高層建筑，道路快速化改造帶來的噪聲將會尤為明顯。

1 工程概況

1.1 基本情況

本案例道路采用一級公路標準兼顧城市道路功能設計，主路為雙向8車道，輔路結合用地情況采用雙向4車道或雙向6車道；主路設計速度為80 km/h、輔路設計速度為50 km/h。主路采用全高架形式，輔路設置于橋下，與多個市政道路平交。

1.2 交通量

為探討快速路交通噪聲對沿線敏感點的最大影響，本次交通量觀測時間選擇車流較多的高峰期，晝間選取上午8點30分至9點30分進行觀測，夜間選取22點至23點進行觀測。本案例的道路交通量情況見表1。

表1 道路觀測交通量Tab.1 Road observation traffic volume

2 道路噪聲源強

根據《公路建設項目環境影響評價規范》（JTGB03—2006）[2]，各類型車的平均輻射級LW，i，應按下列公式計算：

式中 ：LW，l、LW，m、LW，s分別表示大、中、小型車的平均輻射聲級，dB；Vl、Vm、Vs分別表示大、中、小型車的平均行駛速度，km/h。

輻射聲級計算公式適用車速條件為：

小型車：63～140 km/h

中型車：53～100 km/h

大型車：48～90 km/h

對于匝道和輔路，設計速度50 km/h，其小、中型車不滿足《公路建設項目環境影響評價規范》（JTGB03—2006）[2]所要求的車速范圍。因此輔路和匝道單車源強根據《環境影響評價技術原則與方法》[3]教材中的源強進行計算。

式中 ：LW，l、LW，m、LW，s分別表示大、中、小型車的平均輻射聲級，dB；Vl、Vm、Vs分別表示大、中、小型車的平均行駛速度，km/h。

本案例主路設計速度為80 km/h，輔路為50 km/h，匝道為50 km/h，各階段輻射聲級計算結果見表2。

表2 各型車的平均輻射聲級[單位：dB（A）]Tab.2 Average radiated sound level of each type of vehicle[unit：dB（A）]

3 噪聲影響預測分析

3.1 噪聲預測模型

本文采用德國公司DataKustik開發的Cadna/A噪聲環境影響評價軟件進行模型建立及預測，Cadna/A是根據《環境影響評價技術導則 聲環境》（HJ2.4—2009）[4]、《公路建設項目環境影響評價規范》（JTGB03—2006）[2]等算法構建，基于GIS的三維噪聲影響評價系統，軟件綜合考慮預測區域內所有聲源、遮蔽物、氣象要素等在聲傳播過程的綜合效應，最終給出符合導則的計算結果。適用于工業項目、公路項目和鐵路項目環境噪聲的各級評價要求。

3.2 模型驗證

選取道路沿線某高層小區進行現狀監測和模型預測，監測的同時記錄車流量。該小區位于案例高架的南側，為30層高的住宅小區。首排距道路中心線60 m，高差11.7 m，第二排距道路中心線129 m，本文根據觀測車流量進行預測，理論預測值與實際測量值的對比結果詳見表3及圖1、圖2。

圖1 敏感點預測與實測值對比結果（晝間）Fig.1 Comparison results of predicted and measured values of sensitive points（daytime）

圖2 敏感點預測與實測值對比結果（夜間）Fig.2 Comparison results of predicted and measured values of sensitive points（at night）

表3 噪聲理論預測值與實測值對比[單位：dB（A）]Tab.3 Comparison between theoretical predicted value and measured value of noise [unit：dB（A）]

根據對比結果可知，預測值與實際值存在0.1～2.7 dB（A）的差值，原因可能在于，本次預測是按路段限速進行考慮，實際上該路段分布有交叉路口和匝道，車輛行駛速度存在不穩定性。本次理論預測值與實際測量值的總體趨勢基本一致。

3.3 預測結果

根據預測，該小區晝間和夜間均出現不同程度的噪聲超標，4a類區最大超標出現在首排9層，晝間最大超標13.9 dB（A），夜間最大超標18.0 dB（A），2類區最大超標出現在第二排18層，晝間最大超標7.0 dB（A），夜間最大超標11.1 dB（A）。由此可見，該快速路造成的交通噪聲對沿線高層敏感建筑的影響較大，噪聲超標嚴重。

4 噪聲控制方法研究

城市道路常見的工程降噪措施包括綠化、隔聲窗、聲屏障等，其中綠化由于受到城市用地的限制，綠化帶的設置寬度有限，稀疏的植物對聲波的反射和吸收很小[5]，無法有效阻擋快速路交通噪聲。隔聲窗作為阻擋噪聲的最后一道防線，對于降低室內噪聲有明顯作用，但無法消除外環境噪聲，居民日常生活不可避免需要開窗通風，依舊會受到城市道路交通的噪聲影響。因此，本文將重點討論聲屏障措施對降低外環境噪聲的作用。

從聲屏障的型式大致可分為直立式聲屏障、半封閉聲屏障和全封閉聲屏障3種。

（1）直立式聲屏障

房屋的高度在聲屏障以下的樓面，由于受到的是透射噪聲及繞射噪聲的影響，尚未受到直達噪聲的影響，可視作在聲影區內，享有一定的降噪效果。但房屋高度超過聲屏障高度的樓面，受到的主要是直達噪聲影響，要想使整幢30層的居民住宅樓都在聲影區內，單側聲屏障的高度要超過75 m，顯然是不可能的。加上噪聲的繞射因素，從噪聲治理的技術角度分析，單側的直立式聲屏障在此道路已沒有實施的價值。

（2）半封閉聲屏障

半封閉聲屏障比單側聲屏障的降噪效果有所提高，但路面較寬，要想使整幢住宅樓都不受車輛直達噪聲的影響，或者說整幢住宅樓都能享有較大的降噪效果，半封閉聲屏障的結構型式將接近全封閉聲屏障，投資及施工難度也將和全封閉聲屏障相同，實施的意義也不大。

（3）全封閉聲屏障

全封閉聲屏障將把整個路面都罩在聲屏障內，經過該路面的車輛噪聲和路面的反射噪聲都被包羅在聲屏障內。噪聲向聲屏障外的傳播除了兩端開口處的直接傳播，只能通過隔聲構件向外透射，對于道路橋一側的居民住宅樓來說，受到的噪聲影響僅僅是噪聲通過隔聲構件的透射部分，沒有直達噪聲和繞射噪聲的影響，可取得最佳的隔聲效果，降低噪聲能達到10 dB（A）以上。

根據該路段實際情況，對于正對著高架的2座高層居民樓，在高架橋安裝全封閉聲屏障是降低交通噪聲對這兩座居民樓影響的唯一有效工程性治理措施，它可以把經過該路段的車輛噪聲和路面反射噪聲基本上隔離在聲屏障內，最大程度地降低了車輛噪聲對鄰近居民住宅樓的不利影響。當然由于多種原因，全封閉聲屏障的隔聲結構將受到道路橋荷載的限制，需要在道路設計階段與設計師充分溝通，將全封閉聲屏障的荷載納入設計文件中。

根據對安裝全封閉聲屏障的敏感點噪聲進行預測，實施全封閉聲屏障對于前排房屋具有明顯降噪作用，能降低噪聲約10 dB（A），低樓層（1～3層）和高樓層（20～30層）基本能夠滿足2類標準，對于中樓層（4～19層）還需要配合隔聲窗措施，保證室內聲環境達標。

5 結語

本研究基于實際觀測的車流量和實測噪聲值，運用噪聲預測軟件對快速路沿線的代表性高層敏感建筑所受的噪聲影響進行了模擬分析，并與實測值進行對比驗證。根據預測結果，重點探討不同形式聲屏障對于控制城市快速路交通噪聲的適用性，對全封閉聲屏障的降噪效果進行了分析，得出以下結論：

（1）通過模型預測，快速路南側一棟30層高敏感建筑晝間和夜間均出現不同程度的噪聲超標，4a類區最大超標出現在首排9層，晝間最大超標13.9 dB（A），夜間最大超標18.0 dB（A），2類區最大超標出現在第二排18層，晝間最大超標7.0 dB（A），夜間最大超標11.1 dB（A）。將預測結果與實測值進行對比，得出本次理論預測值與實際測量值的總體趨勢基本一致。

（2）相較于直立式聲屏障和半封閉聲屏障，全封閉聲屏障將把整個路面都罩在聲屏障內，經過該路面的車輛噪聲和路面的反射噪聲都被包羅在聲屏障內，降噪效果最好。

（3）運用模型預測實施全封閉聲屏障的降噪效果，實施全封閉聲屏障對于前排房屋具有明顯降噪作用，能降低噪聲約10 dB（A），低樓層（1～3層）和高樓層（20～30層）基本能夠滿足2類標準，對于中樓層（4～19層）還需要配合隔聲窗措施，保證室內聲環境達標。

本研究以我國南部某城市一城市快速路項目為例，通過噪聲監測與預測，探究適宜城市快速路建設采用的降噪措施，為國內同類型城市快速工程建設項目的噪聲控制提供寶貴經驗。