噪聲防治措施.doc

公路交通噪聲污染分析與環(huán)境保護公路交通噪聲污染分析與環(huán)境保護隨著我國公路交通事業(yè)日新月異的發(fā)展，公路交通已不再是制約國民經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”，而成為拉動國民經(jīng)濟快速發(fā)展的主要力量。至2008年，我國公路旅客周轉(zhuǎn)量已達到 12636 億人公里,公路貨物周轉(zhuǎn)量已達到32868.19億噸公里，我國公路交通已進入一個嶄新的發(fā)展時期。然而，在公路交通快速發(fā)展的今天，世界各國越來越清楚的認(rèn)識到另一個嚴(yán)重問題的出現(xiàn)公路交通對人類賴以生存的環(huán)境污染。噪聲污染作為公路交通對環(huán)境污染的主要因素之一，它每時每刻都在干擾人們正常的工作、睡眠和娛樂，甚至?xí)绊懭藗兊纳砗托睦斫】?，甚至?dǎo)致死亡。隨著人們環(huán)保意識的增強，交通噪聲污染的防治越來越受到道路設(shè)計者和使用者的重視。既然我們無法回避噪聲對環(huán)境的污染問題，那么我們只能正視這種問題，并采用合理有效的方法來減低其污染，以保護我們賴以生存的環(huán)境。1.噪聲的危害公路交通噪聲是指汽車在公路上行駛時所產(chǎn)生的噪聲。交通噪聲在現(xiàn)代生活中是很普遍的、最難避免的噪聲源。正常的環(huán)境聲音是40dB作為噪聲的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)聲音的強度超過此界限時便會產(chǎn)生一定的影響。噪聲的危害可歸納為以下幾個方面。1.1損傷聽力噪聲可以造成暫時性的或持久性的聽力損傷，后者即為耳聾。一般說來，在80dB則可能發(fā)生危險。長期工作在80dB以上的環(huán)境，沒增5dB，噪聲性耳聾發(fā)病率增加10%。1.2干擾睡眠睡眠對人是極其重要的，它能夠使人的新陳代謝得到調(diào)節(jié)，使人的大腦得到休息，從而使人恢復(fù)體力和消除疲勞，保證睡眠是人體健康的重要因素。噪聲會影響人的睡眠質(zhì)量和數(shù)量。一般40dB的連續(xù)噪聲可使10%的人受到影響；70dB時可使50%的人受到影響；突發(fā)噪聲達到40dB，使10%的人驚醒；60dB時，使70%的人驚醒。1.3干擾交談、工作和思考實驗研究表明噪聲對交談、工作的干擾是很大的，其結(jié)果如表1所示。表-1 噪聲對交談和工作的干擾情況對照噪聲（dB）主觀反映保證正常講話距離（m）通訊質(zhì)量45安靜10很好55稍吵3.5好65吵1.2較困難75很吵0.3困難85太吵0.1不可能1.4對人體生理影響噪聲對人的心理和兒童的智力發(fā)展會產(chǎn)生不良影響。噪聲對心理的影響主要表現(xiàn)在令人煩惱、易激動、甚至還可能導(dǎo)致胎兒畸形。極強的噪聲還會使人死亡。1.5對動物的影響強噪聲會使鳥類羽毛脫落，不產(chǎn)卵，甚至內(nèi)出血，最終死亡。美國60年代曾發(fā)生因噴氣式飛機飛行試驗致使雞場的雞被噪聲殺死的記載。2.公路交通噪聲的產(chǎn)生分析公路交通噪聲主要是車輛運行過程中產(chǎn)生的噪聲。車輛在運行過程中受到內(nèi)燃機和機械傳動機構(gòu)的影響以及來自路面的沖擊，所有的零部件都會產(chǎn)生振動和噪聲，實際上車輛是一個包括各種不同性質(zhì)噪聲的復(fù)雜噪聲源。車輛噪聲的構(gòu)成包括以下幾個部分：l 燃燒噪聲：指內(nèi)燃機工作時，由于氣缸內(nèi)的氣體壓力周期性變化而產(chǎn)生的噪聲。l 進氣和排氣噪聲：指內(nèi)燃機工作時，氣體通過進氣管和排氣管高速流動所產(chǎn)生的噪聲。l 風(fēng)扇運轉(zhuǎn)噪聲：指風(fēng)扇在轉(zhuǎn)動中的噪聲。l 機械噪聲：指車輛行駛時，車輛的各種機構(gòu)運動件之間以及運動件和固定件之間，周期性變化的作用力所產(chǎn)生的噪聲。l 輪胎噪聲：包括車輛行駛時輪胎在地面滾動時，由于輪胎花紋間的空氣流動和輪胎四周空氣擾動形成的空氣噪聲、輪胎胎體和花紋彈性變形振動而激發(fā)的振動噪聲以及由于路面不平造成的輪胎與道路間的沖擊噪聲。l 車身噪聲：車輛行駛時，車身和空氣的摩擦、沖擊以及車體的各板壁結(jié)構(gòu)在發(fā)動機和凹凸不平的路面振動激勵下產(chǎn)生的噪聲。它是各種客車和載貨汽車駕駛室內(nèi)部噪聲的主要原因之一。以上六種噪聲，前三種為內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)有關(guān)的噪聲，后三種為汽車行駛有關(guān)的噪聲。公路交通車輛噪聲就是以上各種噪聲源綜合作用的結(jié)果。對大型車而言，進氣和排氣噪聲在整車噪聲中占有顯著的份額；而對小型車而言，輪胎噪聲在整車噪聲中所占比例較大，且隨車速增大而相應(yīng)增大。3.公路交通噪聲強度的影響因素在公路上運行的車輛，其噪聲大小除了與車輛類型、車速有關(guān)外，還與車輛載重量、車況（新舊狀況及保養(yǎng)狀況）、路況（路面性能、粗糙度及平整度）和路面縱坡等因素有關(guān)。3.1載重量根據(jù)測量和資料介紹，載重量對汽油車的噪聲影響不大，使中型卡車的噪聲級稍有增加，大型卡車載重時的噪聲級比空車時增加3dB（A）。3.2路面材料研究表明，小型車在剛性路面上的噪聲級比相同車速下的柔性路面上大約多3 dB(A),原因是小型車在剛性路面上的輪胎噪聲比柔性路面上要大得多；中型車和大型車在剛、柔兩種路面上的行駛噪聲級基本上相同，在相同車速下剛性路面上的噪聲級比柔性路面上高出1 dB(A)左右。3.3路面粗糙度路面粗糙度對小型車的行駛噪聲有明顯影響，這主要是由輪胎噪聲引起的。車輛噪聲強度的測量一般是在路面粗糙度為0.4-0.7mm的條件下進行的，當(dāng)路面的粗糙度每增加或減小0.3mm時，小型車的行駛噪聲級相應(yīng)增加或減小2 dB(A)。所以，公路交通噪聲計算時需按實際路面粗糙度進行修正。3.4路面平整度路面平整度對車輛行駛噪聲級基本無影響。但路面嚴(yán)重破損或砂石路面，會因車體振動而使噪聲強度增加。3.5道理縱坡道理縱坡對小型車的行駛噪聲無明顯影響?？ㄜ囈蛏掀聲r發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加，增大了動力噪聲，使行駛噪聲明顯增強。當(dāng)?shù)缆房v坡增大到3%-4%時，相應(yīng)噪聲級增大約2 dB(A)，當(dāng)?shù)缆房v坡增大到5%-6%時，噪聲級增大約3 dB(A)，縱坡增大到7%以上時，噪聲級增大約5 dB(A)。公路交通噪聲計算時需按照實際道路縱坡進行修正。4.公路交通噪聲預(yù)測計算模型多少年來，在公路交通噪聲預(yù)測計算中，世界各國的研究者結(jié)合本國的實際交通情況，開發(fā)研究不同的計算模型。縱觀這些模型，在公路交通噪聲的傳播、反射、吸收、屏障物及有限長路段等的修正計算方面，都已經(jīng)達成了共識，有了比較成熟的計算方法。在道路坡度及路面材料對交通噪聲的影響方面，人們也基本上是一致的。我國公路交通噪聲預(yù)測計算中，目前常用的是美國聯(lián)邦公路局（FH-WA）公布的噪聲預(yù)測模型，其形式如下=+10lg+10lg+10lg式中：第i類車型車流在接受點的等效聲級,dB (A)； 第i類車輛在參照點的平均輻射聲級,dB (A)；對應(yīng)觀察時段T在觀察點處i類車輛通過的數(shù)量，輛；T 觀察時段或計算等效聲級的時間段（常取為1小時），h；測試Loi的參照距離，美國為15m,我國為7.5m；第i類車輛的平均車速，m/h;如單位采用km/h,則等式右邊需減30，如同時等式右邊第二項簡化為10lg,則等式右邊需減13（ =15m）,或減16（=7.5m）；為行車道中心線至預(yù)測點的距離，m；地面覆蓋系數(shù)，取決于現(xiàn)場地面條件，硬地面（瀝青或水泥地面）時=0，軟地面（松軟的耕作土壤或有一定植被覆蓋度的地表）時，=0.5； 代表有限長路段的修正函數(shù)，其中、為觀測點到有限長路段兩端的張角，rad。我國在公路交通噪聲預(yù)測計算中，常使用這種模型，然后根據(jù)不同公路的噪聲強度影響因素的不同，在結(jié)合實際情況，進行修正。5.公路交通噪聲的防治措施針對交通噪聲的聲源、傳播及受聲點3個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有多種措施可降低交通噪聲對受聲點的影響，在此我們稱之為降噪措施。5.1針對聲源的降噪措施5.1.1選用低噪聲路面一般來說，汽車行駛在瀝青混凝土路面比行駛在水泥混凝土路面噪聲要低13dB。近年來歐洲許多國家相繼開展了對低噪聲路面的試驗研究，外露集料表面的低噪聲水泥混凝土路面的降噪特性可與傳統(tǒng)的瀝青路面相媲美，而疏水瀝青混凝土路面的降噪效果更為明顯，可降噪28dB。因此，使用低噪聲路面可有效的降低公路交通噪聲污染。如圖1和圖 2所示為低噪聲的瀝青混凝土路面。圖1 圖25.1.2運用交通管制措施禁止鳴笛，某時段內(nèi)禁止大型車輛在敏感路段通行，調(diào)整交通信號使交通流順暢因而車輛不需經(jīng)常停頓等交通管制手段對城市道路的降噪效果較為明顯，也易于采用，但這些措施不宜于野外公路，以免明顯降低車輛速度和道路使用的方便性而影響野外公路的使用。5.2針對噪聲傳播途徑的降噪措施5.2.1在公路與受聲點之間設(shè)置聲屏障聲屏障是一個降低公路噪聲的重要設(shè)施，也是道路設(shè)計者經(jīng)常采用的降噪措施，對距公路200m范圍內(nèi)的受聲點有非常好的降噪效果。它對交通噪聲的衰減作用主要是通過吸聲和隔聲來達到的。吸聲是靠聲材料來實現(xiàn)的，而隔聲主要是靠增加噪聲的傳播距離來達到的，噪聲傳播路徑的不同是噪聲衰減的原因。聲屏障隔聲的原理與光照一樣，當(dāng)聲波遇到一個阻擋的障板時，會發(fā)生反射，并從屏障上端繞射，于是在障板另一面會形成一定范圍的聲影區(qū)，如圖3所示，其降噪效果隨聲程路程差的增大而增加，一個足夠高和長的聲屏障可以對處于聲影區(qū)的受聲點降噪515dB(分貝)，從而可以達到利用聲屏障降噪的目的。設(shè)置聲屏障是控制公路交通噪聲的重要手段，美國、日本及法國等許多發(fā)達國家在60年代就開始了聲屏障的理論研究，到20實際70年代初形成工業(yè)化產(chǎn)品，每年的建造量達幾萬平方米。據(jù)統(tǒng)計，美國聯(lián)邦公路局1979年列入計劃的在建和擬建聲屏障長度為1400KM,日本1990年公路聲屏障總長度達1573KM,目前公路聲屏障在發(fā)達國家已被普遍采用，實施標(biāo)準(zhǔn)、工程造價及其與公路景觀的協(xié)調(diào)設(shè)計都在較完善的規(guī)范體系。我國首例將聲屏障應(yīng)用于公路作為降噪措施是1992年貴州省貴黃高速公路安裝的百米實驗性聲屏障。目前，上海、北京、廣州等城市的高架道路及許多新建高速公路經(jīng)過學(xué)校、醫(yī)院和居住區(qū)等的環(huán)境敏感路段也都安裝了聲屏障。雖然聲屏障的降噪效果明顯且易于修建，但聲屏障的使用也是有局限的，因為聲屏障要起作用必須有足夠高和長來擋住道路的聲源，聲屏障對山坡上的居民或距公路較近的且明顯高于聲屏障的受聲點是難以起作用的。另當(dāng)受聲點分布太散時，修建聲屏障會明顯增大投資而作用并不明顯。5.2.2在公路受聲點之間種植綠化林帶有關(guān)資料表明，非常稠密的樹林(在聲源與受聲點之間沒有清楚的視線)，且樹林高度高過視線4.5m以上時，樹林深入30m可降噪5dB，如樹林深入60m可降噪10dB，樹林的最大降噪值是10dB。種植綠化帶不但具有降噪作用，還兼有綠化美化環(huán)境的功能，但會大幅度提高公路用地范圍，當(dāng)公路經(jīng)過荒山丘陵地區(qū)時，該方法較為實用。5.2.3增大公路與受聲點之間的距離因為噪聲強度自聲源開始隨距離衰減，所以增加噪聲源和受聲點之間的距離，可以有效地減少噪聲的影響。在公路選線時，應(yīng)充分考慮公路交通噪聲污染問題，尤其對公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價規(guī)范中規(guī)定執(zhí)行城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)中2類標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)校教室、醫(yī)院病房、療養(yǎng)院住房和特殊賓館等噪聲敏感點，應(yīng)先估算其噪聲聲級，如通過設(shè)置聲屏障無法解決噪聲污染問題，就需考慮調(diào)整線位，增大線位與敏感點之間的距離，降低敏感點的噪聲聲級。5.3針對受聲點的降噪措施通過對敏感建筑物采取一定的措施，也能達到降噪目的。如對山坡上的房屋加高院墻，給朝向公路的窗戶安裝雙層窗等都有明顯的降噪效果，但這些措施的實施直接影響了建筑物的采光、通風(fēng)等，給居民的生活帶來不便。6.結(jié)語總之，有多種措施可以降低公路交通噪聲的影響，但每種降噪措施都有其適用范圍和局限性，我們應(yīng)根據(jù)不同情況具體分析，選擇最適合的一種措施或幾種措施并用，以達到降噪要求，降低公路交通噪聲污染程度。在未來的發(fā)展中，我們不但要加大交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，增強國家的經(jīng)濟實力，同時更要注重社會發(fā)展的主旋律和諧社會，和諧發(fā)展，保護環(huán)境，保護生態(tài)平衡，為子孫后代造福！參考文獻：1. 張玉芬主編.道路交通環(huán)境工程.北京：人民交通出版社，2001.2. Tsunokawa K,Hoban C. Roads and the Environmenta han