公路隧道噪聲及其控制技術(shù)

北京科技大學(xué)

噪聲控制工程學(xué)習(xí)總結(jié)題目：公路隧道噪聲及其控制技術(shù)學(xué)院：土木與環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：摘要公路交通噪聲污染是城市噪聲污染的重要組成部分。公路隧道交通噪聲是目前亟待解決的一個(gè)重要的公路交通環(huán)境污染問題。本文從公路隧道交通噪聲現(xiàn)狀和隧道噪聲的主要來(lái)源進(jìn)行分析研究，該研究有助于更好地了解隧道噪聲的形成機(jī)理，對(duì)隧道洞內(nèi)、洞外噪聲的預(yù)測(cè)以及提出相應(yīng)的降噪措施具有一定的指導(dǎo)意義。［］研究對(duì)象為路面直線形隧道。為了簡(jiǎn)化分析，隧道洞內(nèi)噪聲的預(yù)測(cè)通過引入虛墻的概念，使隧道長(zhǎng)空間轉(zhuǎn)化為鏡像房間模型,應(yīng)用室內(nèi)聲學(xué)理論研究了多車道、多車流量情況下的隧道交通噪聲，并給出了預(yù)測(cè)模型；［］隧道洞外噪聲的預(yù)測(cè),主要從隧道結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，重點(diǎn)研究了隧道橫斷面形狀、橫斷、角而積、隧道長(zhǎng)度及隧道長(zhǎng)寬比對(duì)隧道洞口噪聲的影響，并給出了矩形和半圓形橫斷面隧道洞口噪聲的統(tǒng)一預(yù)測(cè)公式；給出一些公路隧道噪聲控制措施的同時(shí)，重點(diǎn)研究對(duì)比了采用具有不同聲學(xué)特性的吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)對(duì)隧道內(nèi)壁和頂部作降噪處理時(shí),隧道洞內(nèi)的降噪效果，結(jié)合各種吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)的物理特性及隧道內(nèi)潮濕封閉的環(huán)境，確定了適合公路隧道降噪的吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)。［］本文通過對(duì)公路隧道交通噪聲的研究得出了一些有意義的結(jié)論：.在隧道長(zhǎng)度一定的情況下，隧道洞口噪聲隨橫斷面積的增人向增人；.橫斷面形狀對(duì)隧道洞口噪聲的影響可忽略，矩形和半圓形橫斷面隧道的洞口噪聲可統(tǒng)一為與長(zhǎng)寬比有關(guān)的預(yù)測(cè)模式；隧道內(nèi)噪聲隨車道數(shù)和大車比例的增大而增大；4.不同的吸聲材料對(duì)隧道的降噪效果影響顯著。關(guān)鍵詞：隧道噪聲；虛墻；公路隧道；隔聲墻摘要錯(cuò)誤!未指定書簽。第一章國(guó)內(nèi)外公路隧道噪聲研究現(xiàn)狀錯(cuò)誤!未指定書簽。第一節(jié)研究背景和意義錯(cuò)誤!未指定書簽。第二節(jié)理論研究?錯(cuò)誤!未指定書簽。第三節(jié)實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究錯(cuò)誤!未指定書簽。第二章公路隧道交通噪聲特性錯(cuò)誤!未指定書簽。第一節(jié)我國(guó)公路隧道交通噪聲現(xiàn)狀錯(cuò)誤!未指定書簽。第二節(jié)公路隧道交通噪聲的來(lái)源.錯(cuò)誤!未指定書簽。第三節(jié)公路隧道交通噪聲的影響因素分析錯(cuò)誤!未指定書簽。第三章隧道噪聲控制措施錯(cuò)誤!未指定書簽。第一節(jié)通風(fēng)機(jī)噪聲錯(cuò)誤!未指定書簽。第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲錯(cuò)誤!未指定書簽。第三節(jié)輪胎路面噪聲錯(cuò)誤!未指定書簽。第四節(jié)吸聲材料?錯(cuò)誤!未指定書簽。第五節(jié)路塹、聲屏障與綠化帶?錯(cuò)誤!未指定書簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未指定書簽。第一章國(guó)內(nèi)外公路隧道噪聲研究現(xiàn)狀第一節(jié)研究背景和意義隧道是山區(qū)高等級(jí)公路的重要組成部分，我國(guó)山區(qū)較多,近幾年山區(qū)公路的建設(shè)也加快了步伐，修建了大量的隧道。但所建成的隧道，多數(shù)沒有做吸聲處理，隧道的交通噪聲問題也就越來(lái)越受到人們的關(guān)注。交通噪聲和通風(fēng)機(jī)運(yùn)作噪聲經(jīng)壁面多次反射，混響聲、直達(dá)聲等疊加,產(chǎn)生較大的噪聲值,使司機(jī)、乘客、檢修人員感到非常不舒適。另外，隧道內(nèi)的強(qiáng)噪聲可能對(duì)隧道本身也造成危害，使隧道頂部，內(nèi)壁以及地面遭到一定程度的傷害。目前,我國(guó)還未制定關(guān)于隧道環(huán)境噪聲的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)(一)規(guī)定:道路交通干線兩側(cè)區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值為晝間(),夜間()"已有大量資料顯示,我國(guó)高速公路隧道產(chǎn)生的噪聲遠(yuǎn)超過了這一標(biāo)準(zhǔn)，如表所示。[]年重慶市某隧道噪聲的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，該座長(zhǎng)度為米左右的隧道內(nèi)均為噪聲高污染帶，隧道洞口處小時(shí)等效連續(xù)聲級(jí)最低，為;在隧道中部最高，為，也就是說,隧道口處噪聲值比中部?jī)H下降約左右。表1-1我國(guó)幾條隧道的噪聲情況)B(A)-?—=■---A—隧道名稱■—中梁山隧道八一隧道石黃筮道洞內(nèi)測(cè)量89,590.491.3洞口測(cè)量83.886.885J第二節(jié)理論研究日本在公路隧道降噪方面的研究比較早，在年，夏德榮校對(duì)公路隧道交通噪聲,[]進(jìn)行了聲學(xué)處理研究，并評(píng)價(jià)了聲學(xué)處理的測(cè)量方法。國(guó)外對(duì)鐵路隧道噪聲研究較多，例如對(duì)鐵路隧道入口處的聲波的反透射進(jìn)行了詳細(xì)的研究,[]但鐵路隧道內(nèi)噪聲的形成機(jī)理與公路隧道的機(jī)理差別較大，值得借鑒處較少，根據(jù)日本研究介紹，公路降噪效果以路塹形式最佳，美國(guó)修建的高速公路當(dāng)通過聲環(huán)境敏感地區(qū)時(shí)，亦常采用路塹形式。第三節(jié)實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究國(guó)內(nèi)外道路隧道降噪對(duì)策主要是選用配置消聲器的低噪聲射流風(fēng)機(jī)，在隧道頂部和側(cè)墻上部?jī)?nèi)裝吸聲材料，特別在兩端洞口外要安裝露天型強(qiáng)吸聲板，以及鋪設(shè)低噪音路面。對(duì)隧道進(jìn)行降噪處理后，評(píng)價(jià)降噪效果的實(shí)驗(yàn)方法主要有:揚(yáng)聲器實(shí)驗(yàn)，單車行駛實(shí)驗(yàn),典型隧道實(shí)測(cè)（對(duì)實(shí)際隧道作吸聲處理前后的噪聲級(jí)進(jìn)行比較）隧道內(nèi)吸聲模擬中間試驗(yàn)（縮尺模型實(shí)驗(yàn)）。第二章公路隧道交通噪聲特性第一節(jié)我國(guó)公路隧道交通噪聲現(xiàn)狀我國(guó)于年半頒布了城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)，于年重新進(jìn)行了修訂（一），規(guī)定了城市各類區(qū)域的環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)，它對(duì)有效地控制城市環(huán)境噪聲起到積極的作用。

表城巾5類環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)類別晝間/dB夜間/dB0504015545260503655547055⑴類標(biāo)準(zhǔn)適用于療養(yǎng)區(qū)、高級(jí)別墅區(qū)、高級(jí)賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域。類標(biāo)準(zhǔn)適用于以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域。鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照?qǐng)?zhí)行該類標(biāo)準(zhǔn)。⑷類標(biāo)準(zhǔn)適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)⑸類標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)區(qū)⑹類標(biāo)準(zhǔn)適用于城市中的道路交通干線道路兩側(cè)區(qū)域穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域。穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側(cè)區(qū)域的背景噪聲限制也執(zhí)行該類標(biāo)準(zhǔn)⑺由表一和一可以看出，洞外與洞內(nèi)相比，噪聲狀況有一定的降低，但洞外噪聲和洞內(nèi)噪聲都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)中晝間，夜間的規(guī)定值。此外，我國(guó)的寶林山隧道、金雞山隧道也有高達(dá)()以上的噪聲污染表2T洞外噪聲/dB(A)距洞口距離屈晝間夜間08379.91577.972.33075.469.5表"謎道內(nèi)務(wù)神情況嗥陰iB(A)測(cè)項(xiàng)射流風(fēng)機(jī)開啟射流貝機(jī)關(guān)閉無(wú)交通流風(fēng)機(jī)噪聲晝間文通與其機(jī)混合噪聲夜間交通與風(fēng)機(jī)混合噪聲晝間交通噪聲交通噪聲實(shí)測(cè)值75.3-8L688,7-90,084.6?8對(duì)甌9~89.984.484,6i成平均值79,589.485,289484.4第二節(jié)公路隧道交通噪聲的來(lái)源通風(fēng)機(jī)噪聲為沖淡污染空氣，保障交通的流暢,使汽車按設(shè)計(jì)車速通過隧道，隧道內(nèi)的通風(fēng)設(shè)計(jì)是隧道建設(shè)中的重要而且棘手的環(huán)節(jié)，而由通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲也成了隧道內(nèi)噪聲的重要來(lái)源。[]發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲汽車在加速狀態(tài)下的噪聲源對(duì)噪聲的貢獻(xiàn)大小如圖一所示。發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲是汽車的主要噪聲源，在我國(guó)，小轎車車外加速噪聲中，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲約占;大、中型汽車車外加速噪聲中，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲約占”輪胎路面噪聲輪胎噪聲主要是由輪胎與道路相互作用而產(chǎn)生。輪胎在各種速度下及各種道路表面運(yùn)行，其噪聲頻帶非常寬，在。以下的噪聲占多數(shù)，且主要集中在附近。表2-6路面狀況對(duì)輪胎噪聲的影響路面狀況噪聲翎dB(A):光滑混凝土路面70光滑柏油路面72磨損混凝土路(露出顆粒)72粗糙混凝土路78第三節(jié)公路隧道交通噪聲的影響因素分析影響隧道噪聲強(qiáng)弱的因素有車輛構(gòu)成種類、車流量、行車速度、路面結(jié)構(gòu)、路堤高度、車輛鳴笛、隧道內(nèi)墻壁吸聲系數(shù)等車輛構(gòu)成種類及車速一般來(lái)講，對(duì)每種類型的車，都有噪聲隨車速的增大而增大，同樣的行駛速度下，大型車噪聲最大，中型車次之，小型車最小!|——爪頁(yè)年ij02】i——大淳。仲跖1////4050607000901DU11U120車速,km/h4050607000901DU11U120車速,km/h車流量如圖一所示，橫坐標(biāo)為車流量，縱坐標(biāo)為噪聲級(jí)，實(shí)線為洞內(nèi)噪聲，虛線為洞外噪聲?？梢钥闯觯肼暭?jí)隨車流量的增加而增加,且隧道內(nèi)噪聲高于隧道洞外噪聲。d匚I□0yf姿9ol'Q500100015302000軍.流gtdV/h圖2-6噪聲隨車流果的變化路面結(jié)構(gòu)輪胎與路面的摩擦噪聲與路面的種類有關(guān).相同條件下，混凝土路面較瀝青混凝土路面高()，較碎石路面高.降低路面引起的噪聲,就要采用低噪音路面目前，國(guó)內(nèi)外研究比較成熟,具有降噪功能的瀝青低噪音路面有:排水路面、阻尼路面、多孔彈性路面等。使用較多的是大空隙排水型路面，路面的空隙率超過,噪音可降低一。但由于這種路面強(qiáng)度不高且耐久性較差，我國(guó)道路超載現(xiàn)象比較嚴(yán)重，故使用較少隧道內(nèi)壁吸聲系數(shù)的影響聲波入射到材料表面時(shí)，若入射的聲能為E”被吸收的聲能為Ex則這兩個(gè)聲能之比「稱為吸聲系數(shù)。，即：。二虬/耳(2-8)許多未作降噪處理的隧道路面、洞壁、和洞頂均為較光滑的水泥面，吸聲系數(shù)住在0.1TM5之間「隧道竭壁莉聲波的吸收作用很小，是造成洞內(nèi)噪宙污染的一個(gè)重要原因，吸聲系數(shù)越大，吸聲性能越好，隧道內(nèi)噪聲水平越低#-般來(lái)說'改善隧道內(nèi)的吸聲系數(shù)是隧道噪聲降低的最主要因素.第三章隧道噪聲控制措施第一節(jié)通風(fēng)機(jī)噪聲隧道內(nèi)的通風(fēng)方式通常采用縱向通風(fēng)，如圖所示。而采用縱向通風(fēng)方式的隧道,射流風(fēng)機(jī)直接懸掛在隧道頂部，噪聲問題比較嚴(yán)重，為降低風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲，建議將通風(fēng)方式改為橫向或半橫向通風(fēng),并確保射流風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡。并且為進(jìn)一步降低風(fēng)機(jī)噪聲，應(yīng)在射流風(fēng)機(jī)上安裝消聲器以及在隧道頂部貼敷消聲材料。射流代風(fēng)機(jī)圖5*2射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)方式第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲,與車輛本身密切相關(guān)，不管是否在隧道內(nèi)行駛，噪聲控制的方法是一致的。其降噪措施主要有：對(duì)進(jìn)、排氣噪聲的控制采用消聲器;對(duì)燃燒噪聲的控制措施是，研發(fā)新的低噪聲燃燒室;降低機(jī)械噪聲的控制主要是，合理的減少和采用最小的配合間隙和優(yōu)化齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料等，以減少部件之間的沖擊;當(dāng)進(jìn)一步降低發(fā)動(dòng)機(jī)本身噪聲比較困難時(shí)，常采用隔聲罩,有局部隔聲罩以及全封閉整體隔聲罩和隔聲屏。第三節(jié)輪胎路面噪聲汽車行駛速度，隧道內(nèi)環(huán)境濕度、溫度對(duì)輪胎路面噪聲都有影響,在公路交通噪聲控制中,控制輪胎路面噪聲的方法：一是采用低噪音輪胎，二是鋪筑低噪音路面。對(duì)于行駛在隧道內(nèi)的車輛而言，為降低隧道噪聲,改變已有的輪胎的花紋結(jié)構(gòu)不太現(xiàn)實(shí),第二種方法是目前最成熟的控制輪胎路面噪聲的措施。友5-1路畫類型和車速對(duì)噪聲的影響J迎(A)車速(km/h)碎石路而上路水泥混凝土路而混凝上路麗33868689S345909289866094969288809592——

第四節(jié)吸聲材料為保護(hù)道路兩側(cè)附近的人類活動(dòng)區(qū)及自然保護(hù)區(qū)，一般在道路兩側(cè)修建隔聲屏障。而在隧道內(nèi)，由于在隧道內(nèi)人車處于同一聲場(chǎng)，則要采用吸聲屏障，要求降噪材料有良好的吸聲性能。[]去5我市用建筑材料的吸聲系數(shù)建筑材料偕頻帶中心頻率，Hz125250500Ik2k4k吸聲系數(shù)普通磚0.250.550.780.750.8709!涂漆磚9.110.300.500.500.5C0,52混瀕土塊0.240.120.090.30□320.83涂漆混凝土塊0.360390.440.500,550.55混凝土0.200.400.600.520吊50.62木料0.100,280.55C.600.600561灰派0.27CJ20420.860.480J0第五節(jié)路塹、聲屏障與綠化帶美國(guó)修建高速公路，當(dāng)通過聲環(huán)境敏感地區(qū)時(shí)，常采用路塹形式,不但可以減少交通噪聲，還不會(huì)因設(shè)置聲屏障而影響路側(cè)景觀，因此，在隧道的洞口過渡段可采用此方法，降低洞口過渡段噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響。路塹的深度可視路側(cè)環(huán)竟敏感點(diǎn)預(yù)測(cè)的環(huán)境噪聲超標(biāo)情況而定，長(zhǎng)度可視敏感點(diǎn)沿走向所占的范圍而定采用聲屏障降低公路噪聲是目前應(yīng)用較為廣泛的降噪方式。聲屏障主要通過對(duì)聲波進(jìn)行吸收、反射等來(lái)降低噪聲，聲屏障類型各異，一般可分為吸收型、反射型和吸收反射復(fù)型。在選擇聲屏障時(shí),應(yīng)根據(jù)受保護(hù)地區(qū)的敏感程度及特點(diǎn)來(lái)選擇合適的聲屏障類型。在隧道洞口兩側(cè)種植綠化帶，是防治交通噪聲的另一有效措施，它既能吸收有害氣體,又能美化環(huán)境。據(jù)有關(guān)資料研究表明，當(dāng)綠化帶的寬度達(dá)以上時(shí)，可降低交通噪聲一。參考文獻(xiàn)[]顧尚華