北京市某高架道路聲環(huán)境調(diào)查與分析

北京市某高架道路聲環(huán)境調(diào)查與分析

經(jīng)過十多年的城市建設，北京的道路已從傳統(tǒng)的國際象棋模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥讖R為中心的新水平道路系統(tǒng)，輻射通道與環(huán)形通道交織在一起。修路與修橋在一定程度上緩解了市區(qū)內(nèi)道路擁堵的緊張狀況,但出現(xiàn)了一些新問題。1)部分路段交通仍然擁擠,特別是一些新建的跨線立交橋下車輛阻塞嚴重;2)一些立交橋和高架路兩側(cè)的高層建筑上的居民對交通噪聲污染反映強烈,臨街交通噪聲污染已成為市區(qū)環(huán)境中的“熱點”之一。據(jù)調(diào)查,城市人口中約有16%居住在交通干線兩側(cè)的區(qū)域。北京市環(huán)境保護監(jiān)測中心對市區(qū)內(nèi)81座立交橋和形成的11段高架路交通噪聲狀況和分布規(guī)律進行了研究。1各類跨線式橋市區(qū)內(nèi)高架道、橋從結構特征上可分為五類:1)各類互通式橋;2)各類跨線式橋;3)上轉(zhuǎn)盤式橋;復式與下通式橋;5)高架道路。其分布及聲環(huán)境特征如下:1.1大水面、小花園敏感點最大聲級范圍為65～71dBA。典型的如:二層互通式阜成橋、復興橋;三層互通式建國門橋、廣安門橋;復式互通式玉蜓橋、三元橋、安惠橋、四環(huán)橋等。這些立交橋優(yōu)點是車輛通行能力強。特別是安惠橋的結構使得東西與南北方向機動車立交,機動車與非機動車也立交,道路上各種車輛各行其道,互不干擾,很少有鳴笛聲,交通噪聲相對較低,東南方向安苑北里中學4層窗外在車流量較大的情況下僅66.3dBA。此外綠化面積大,一個立交橋相當于一個小花園,由于較空曠,也有利于機動車尾氣擴散。不足點是占地面積大,建設費用高。1.2設置短橋省橋敏感點最大聲級68～77dBA。典型的如:二層跨線式官園橋、四通橋、北太平莊橋;三層跨線式國貿(mào)橋、航天橋、蘇州橋;跨線下轉(zhuǎn)盤式安貞橋、方莊橋等。這些橋的特點與互通式正相反,優(yōu)點是省地,缺點是主線(橋上)通行能力好,輔線(橋下)通行能力差,時常阻塞,機動車尾氣不利于擴散。若周圍均為高層建筑時,易形成聲廊效應,加大道路空間的混響聲,提高道路的交通噪聲聲級。由于總體面積小,幾乎沒有綠化面積。敏感點交通噪聲較高,花園橋西北側(cè)高層宿舍樓窗外噪聲高達76.0dBA,航天橋西南高層宿舍樓窗外噪聲高達76.6dBA。1.3跨線式立交敏感點最大聲級為72dBA。典型的如:二環(huán)路的德勝橋、安定橋、朝陽門橋、東直門橋;四環(huán)路的岳各莊橋。這類橋的特點是介于互通式和跨線式之間,占地面積居中,有一定綠化面積,機動車尾氣擴散尚好,通行能力尚好,對敏感點交通噪聲影響也居中。這類立交橋建于主干線通行能力大(橋下),次線車流量較少的路口是可以的,如現(xiàn)在的德勝橋;但雙向車流量都較大的,橋上轉(zhuǎn)盤阻塞嚴重,如安定門橋。1.4跨線式橋的環(huán)境敏感點最大聲級為70dBA左右。其中復式多層如天寧寺橋、菜戶營橋、東便門橋。這些橋多為既跨路又跨河,有的還跨鐵路,占地面積大,綠化程度好,車輛通行能力好,機動車尾氣擴散好,交通噪聲相對較低。下通道式橋如永定門橋、木樨園橋、農(nóng)展橋。這類橋由于主干線位于橋下,且轉(zhuǎn)彎處在距橋一定距離的兩側(cè),橋附近車輛通行能力好,交通噪聲由于下通道兩側(cè)墻的屏蔽作用,對附近環(huán)境影響也小。綜上所述,四類橋中從環(huán)境指標分析,第一類互通式、第四類中復式多層優(yōu)點突出,綠地面積大,車輛通行能力強,機動車尾氣利于擴散,交通噪聲對敏感點影響小;第二類跨線式缺點較多,無綠地面積,車輛通行能力差,機動車尾氣不利于擴散,交通噪聲對兩側(cè)環(huán)境敏感點影響較為突出;第三類上轉(zhuǎn)盤式優(yōu)缺點居中。1.5道路噪聲聲級累計路長12.6公里。由于均為跨線式高架道路,其特征與立交橋中第二類跨線橋環(huán)境特征近似:1)橋下兩側(cè)均有12～18米寬輔路走公共汽車和轉(zhuǎn)彎機動車;2)便道上有少量綠化帶;3)兩側(cè)如均為高層建筑時,則易形成聲廊效應,加大混響聲,提高道路交通噪聲聲級。兩側(cè)建筑窗外環(huán)境噪聲范圍為67.8～74.8dBA。1.6噪聲超載道和橋梁的綜合統(tǒng)計29座超標道、橋中各類跨線式占23座,為總數(shù)的79%。從環(huán)境功能來看,跨線式高架道、橋缺點較多。2城市街道和橋梁交通噪聲傳播特征的分析2.1道路交通噪聲圖1為市區(qū)1989～1996年八年地面水平道路交通噪聲(監(jiān)測點為水平道路便道邊緣)平均值統(tǒng)計?？梢钥闯?八年來建成區(qū)內(nèi)道路平均小時車流量從1153輛增至3044輛,增長近兩倍,而道路交通噪聲平均值基本維持在71～72dBA(國家環(huán)保局城考值)。主要原因:1)新建與改建道路多為三塊板、四塊板路,分隔快、慢車道,加大快車道與便道之間的距離,噪聲達到監(jiān)測點有較大的衰減;2)道路交通噪聲對于地面水平監(jiān)測點來講為“線聲源”特征,噪聲聲級與車流量的關系是呈對數(shù)曲線關系,當車流量在1000輛/小時以下時,聲級增長曲線為一根斜率很陡的直線;1000輛/小時以上時,曲線趨于平緩。車流量再增大時,聲級增加緩慢(見圖2)。2.2垂直聲場分布分布特征主要為:1)聲場上移;2)兩側(cè)高層建筑10層附近聲級最高。表1為木樨地橋建橋前后聲級對比表。從表1可以看出:1)建橋后道路兩側(cè)高層建筑交通噪聲垂直聲場上移,建橋后低層較建橋前聲級降低,高層較建橋前聲級升高。3層晝、夜分別降低2.9和5dBA;6、9層晝夜均有所上升,12層則分別上升3.8和5.5dBA;2)垂直聲場為9層聲級較高。建橋前6、9、12層聲級名次為9層、6層、12層,建橋后聲級名次為9層、12層、6層。表2為西三環(huán)航天橋南側(cè)高架路西側(cè)高層建筑交通噪聲垂直分布情況。它說明:1)垂直聲場8～14層較高,晝間聲級排序為11層、8層、14層、5層、2層、16層;夜間聲級排序為8層、11層、14層、5層、16層、2層。垂直聲場遵循“>”的分布規(guī)律。原因是:低層是交通噪聲線聲源輻射特征隨樓層升高逐漸向面聲源輻射特征的過渡,再隨著樓層的升高向線聲源和點聲源輻射特征的轉(zhuǎn)化過程;2)以上各測點所有小時等效聲級均超過晝夜相應標準(晝間70dBA,夜間55dBA)。2.3環(huán)間路立交橋噪聲高架道、橋均處于城市主要交通干線上,但因其功能不同,機動車流通行規(guī)律不同,晝夜交通噪聲時間分布也不同。圖3為二環(huán)路、三環(huán)路、環(huán)間路立交橋附近高層建筑(8～9層)晝夜24小時連續(xù)監(jiān)測統(tǒng)計結果。從統(tǒng)計結果可知:1)環(huán)路立交橋兩側(cè)建筑交通噪聲較高。其中三環(huán)路最高,晝間等效平均值為78.2dBA,夜間等效平均值為76.0dBA,晝間超標8.2dBA,夜間超標21dBA;二環(huán)路次之,晝間為74.3dBA,夜間為72.2dBA,晝間超2.2dBA,夜間超17.2dBA;環(huán)間路較低,晝間為72.0dBA,夜間為65.0dBA,晝間超2dBA,夜間超10dBA。2)環(huán)路立交橋交通噪聲時間分布無明顯低谷,晝夜聲級差小。二、三環(huán)路上立交橋交通噪聲晝間時段聲級差在2dBA左右,夜間時段差在3dBA左右。值得注意的是立交橋晝夜平均聲級差異減少,二環(huán)路聲級差為2.1dBA,三環(huán)路為2.2dBA。環(huán)間路立交橋晝夜平均聲級差較大為7dBA。目前環(huán)路晝夜車流量均較高(夜間車流量小一些,但車速快及重型運輸車比例加大,大車占40%左右)是形成聲級差減少的主要原因。2.4增加兩側(cè)混聲高架路如兩側(cè)為高層建筑時,由于聲場的升高,極易形成聲廊效應使兩側(cè)混響聲加大。高架路如兩側(cè)為低矮建筑時(二層以下建筑),交通噪聲向兩側(cè)的傳播衰減特征與水平的不同。研究表明,高架道路交通噪聲在兩側(cè)無高層建筑阻擋時,傳播距離遠且衰減慢。3城市高架道路和橋梁交通污染防治對策與研究3.1聲屏障在公路噪聲控制方面的應用情況世界上一些經(jīng)濟發(fā)達的國家,60年代就開始進行公路隔聲屏技術研究,到70～80年代,他們在聲屏障的選材、設計與施工等方面積累了豐富的經(jīng)驗,聲屏障已成為控制公路噪聲的重要工程技術手段。據(jù)調(diào)查,聲屏障應用于高速公路較多。我國貴黃公路、上海、深圳及北京市先后建起了不同形式和結構的道路隔聲屏,基本情況見表3?？梢钥闯鲂Ч玫脑?0dBA左右,效果差的在5dBA以下。但在特殊情況下,聲屏障能起到較好作用。3.2密封門診或新型硬塑料保溫擋墻表4為各類門窗隔聲效果統(tǒng)計。如果居民采用較好鋁合金密封門窗或新型硬塑料保溫隔熱型門窗都可取得30dBA以上隔聲效果(夏季可采取開空調(diào)的辦法解決降溫問題)。3.3周邊式結構配置北京市建筑設計院的研究表明:防止交通噪聲最好的住宅小區(qū)配置是周邊式或用高層住宅做屏障,最不好的是“丁頭”朝主道。作為沿干道起屏障作用的住宅,應在沿干道方向設置有玻璃窗的外廊或配置對聲環(huán)境要求不高的廚房、廁所等用戶。3.4擴大立交橋形式和范圍,加強交通建設與管理1)在城市建設規(guī)劃時,考慮環(huán)境噪聲問題,用科學合理的布局避免噪聲干擾,將會創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益和社會效益:加大高架道、橋與居民樓之間的距離(綠化帶或公共福利商貿(mào)用房);立交橋形式以互通式或復式多層較好;增加沿街陽臺或加強門窗隔聲效果。2)加強交通建設與管理:優(yōu)先發(fā)展公共交通事