道路交通环境保护.doc

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教案用纸

第十章道路交通环境保护

§10-1概述

环境是指大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、水生生物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等与人类生存关系最密切的客观条件。

道路交通环境就是人们借道路进行交通运输的客观条件。

随着汽车工业和道路事业的发展,机动车拥有量的日益增加,路网密度不断提高,致使道路交通所产生的某些不良现象如噪声、废气、振动、电磁波等相应增加,直接或间接地破坏了环|境的生态平衡,危及到人们的生理、心理健康,影响了人们正常的工作与生活,成为一个不可忽视的公害问题。

道路交通环境保护就是设法减少或防止道路交通对人类生态平衡的破坏。

贯彻以防为主,以治为辅,综合治理的原则,并开发利用环境,尽可能地改善和提高道路环境质量,这是交通工程学的重要课题之一。

我国近年来已开始重视交通环境的保护,并制定了相应的法规。

§10-2道路交通噪声的污染与控制

一、噪声的含义、计量与指标

噪声通常指一切频率混杂、呆板、凌乱、对人们的生活、工作、学习和健康有妨碍的声音。

亦即凡人们所不需要、令人厌烦的声音、统称噪声。

道路交通噪声即指由道路交通而产生的这种令人厌烦的声音。

交通噪声与车流量、车型、车速、路况等有密切的关系,在一天中完全是随机变化的,是一种变化范围很宽的随机噪声。

许多国家的研究结果表明,城市环境噪声的50%~70%来自道路交通噪声,当然个别情况下可能稍有不同。

交通噪声对人们的影响程度不仅与声强、频率有关,并且与其持续时间和变化幅度有关。

声强变化幅度很大,如在寂静的环境中,勉强能听到最小的声音强度,称为可听阈,使人耳开始感到疼痛的声音强度称痛阈。

从听阈（2×105Pa）到痛阈（20Pa））声压比变化在100万倍以上,因此采用一个声级数值来评价交通噪声就会产生很大的困难,故常用以下几种计量指标。

1.声压与声压级

声压:

表示声音强弱的物理量,常用单位为帕（Pa）。

声压级（L）:

是声音强度相对大小的指标,其定义为2倍待测声压的有效值pe与用作比较的标准声压po的比值的常用对数。

式中:

Lp声压级（dB）;

Pe声压（Pah

Po标准声压2×105Pa

标准声压常为20μPa

故Lp=20（dB）

20μPa是可听阈的最低限,其对应的声压级Lp=0（dB）。

痛阈的声压级Lp=120（dB）。

界于可听阈与痛阈之间的声音是人的可听声。

2.频率与频谱

声音是由声源振动而产生,通过媒介而传播的,每秒钟媒介质点振动的次数即为声波的频率,单位为HZ。

不同的声音,其含有的频率成分及各个频率上的能量分布是不同的,这种频率成分与能量分布的关系称为声的频谱。

声音的特性常用频谱来描述,各个频率或各个频段上的声能量分布绘成的图形,称为频谱图。

3.响度与响度级

响度（N）是指声音"响"的程度,单位为Sone。

响度级（LN）是以频率为1000Hz的纯音的声压级为其响度级。

即对于l000Hz的纯音,它的响度级就是这个声音的声压级,响度级的单位为Phon。

规定响度级为40Phon时,响度为1Sone，

响度级（LN）与响度（N）的关系为:

LN=40+lo

响度与声压级和频率的关系如等响曲线如图10-1

从等响曲线可以得出各个频率的声音在不同的声压级时,人们主观感觉出的响度级是多少。

图中最下面一根曲线表示人耳刚刚能听到声音的强弱,其响度级为0Phon,称听阈;最上|面的曲线是痛觉界线,称痛阈。

介于听阈与痛阈之间的声音为可听声,其变化范围为120dB。

因响度涉及到对声音的主观评价,故两个声音叠加时,不能简单地将其响度作代数相加,|必须从实验得出的频率修正才能得到总响度。

二、道路交通噪声的评价指标

道路交通噪声为一种非稳态随机噪声,为适应其特点,常用的评价指标如下:

1.A计权声级

声压级相同的声音,由于频率不同,所产生的主观感觉不一样,为了使声音的客观量度和|人耳听觉的主观感受近似取得一致,而在量测声音的仪器如声级计上安置一个滤波器,即频率的计权网络,对所接受的声音按频带设一定的衰减来模拟人耳的听觉特性。

一般计权网络有

A、B、c三级,用计权网络测得的结果叫计权声级。

因A声级和人耳对声音的主观听觉灵敏度相对而言比较接近,故当前交通工程中采用的是A计权声级,记为dB（A）。

2.等效声级

由于交通噪声是随时变化的,不能用某一时间的某一测定值来表示其声级,为了综合评价一段时间的交通噪声的大小,以被测时段内能量平均值来表示该时段的等能量声级,又称等效声级,记为Leq。

即是用一个在相同时间内声能与之相等的连续稳定A声级来表示该时段内不稳定噪声的声级。

|

式中:

Leq等效声级;

Li时间ti内所测得的声级;

T等于∑ti是总测量时间。

3.统计声级

通过噪声测定来分析评价噪声质量,一般是取统计声级,用累加统计分布值L10,L50，L90来表示。

在测量的单位时间内（一般取1h）把很多大小不等的数据按大小顺序排列后,就得到L10,L50,L90单位时间值,其是评价交通噪声污染程度的单值指标。

L10指所测数据有10%超过的声级,也就是有90%的交通噪声比该值低,可用以表示所测时段的噪声峰值;

L50指所测数据有50%超过的声级,也就是有50%的噪声比之低,可用以表示所测时间段的噪声平均值;

L90指所测数据有则超过声级,也就是有阳的噪声比之低,可用以表示所测时段的本底噪声。

试验证明,对于车流量较大的道路,L50数值和人们对吵闹感觉程度有较好的相关性,有些国家直接采用L50来评价交通噪声。

三、道路交通躁声的来源、特性及其危害

1.道路交通噪声的来源

道路交通噪声主要来自汽车噪声源,其影响范围广,持续时间长,影响的人数也最多。

汽车噪声源大致可分为喇叭声和与发动机转速有关的声源及与车速有关的声源。

如图10-2所示

与发动机转速有关的噪声源主要有进气噪声、排气噪声、冷却系风扇噪声和发动机表面辐射噪声,用发动机带动旋转的各种发动机附件（如空气压缩机、发电机等）的噪声。

与车速有关的噪声,包括传动噪声（变速器、传动轴等）轮胎与路面摩擦噪声、车体产生的空气动力噪声等。

我国城市道路交通噪声,主要来源于汽车喇叭声。

据上海市曾对几条公共交通路线做过的调查表明:

按喇叭次数平均50次/km以上,行驶条件差的路线按喇叭次数为163次//km平均40次/min北京曾做过喇叭噪声与车辆行驶噪声对比试验,结果表明:

当行车道宽度小于15m时,喇叭的平均噪声级较车辆行驶的平均噪声级大出10~15dB,道路行驶条件愈好,叭声越小。

当前一些城市经过严格管制,情况有所好转。

2.道路交通噪声的特性

道路交通噪声的源头具有流动性,是一种随机非稳态噪声,它受到道路与交通条件的影响,有以下特点。

1）道路交通噪声的分布与道路网的分布一致,其影响范围主要是道路两侧一定范围内的居民及其建筑物等;

2）道路交通噪声与道路的坡度、路面粗糙度、路段位置等有关。

道路坡度越大、发动机负荷越大,噪声越高（如表10-1）,越接近交叉口处噪声越高（如表10-2）,路面粗糙度大的噪声大,如图10-3。

路面坡度对等效声级的影响表

3）道路交通噪声与道路交通状况有着密切的关系。

车流量与噪声的关系其总的趋势是随车流量的增加噪声增大,如图10-4所示。

但车流量的增加对本底噪声和平均噪声影响虽大,而对噪声峰值的影响却很小,当车流量增加到2000辆/h以后,噪声峰值基本不再增加噪声峰值主要决定于载重车的数量。

交通噪声的时间分布规律与交通流量的时间分布很接近（如图10-5所示）。

从图10-4还可以看出,重型车车辆所占的比例越大,噪声越高。

此外,加速行驶频繁的地段比匀速行驶的地段噪声高。

而车辆加速产生的噪声与其加速挡位和加速度的大小有关。

四、道路交通噪声的控制措施

道路交通主要来自汽车，而汽车噪声强度与汽车类型、发动机功率车速、行车密度、道路纵坡、交叉口间的距离,路面等级与状况、标号志的设置有关,其中以发动机功率车流量的大小起决定作用,其次与地形、驾驶技术、载重情况也有关。

为使道路交通噪声受到控制,首先必须制定环境噪声法规和噪声标准。

近年来我国各级政府、企事业等开始重视环境保护,有的部门、地区已制定了《环境保护法机《城市环境噪声控制法》和《城市区域环境噪声标准》,有的己公布,有的即将颁布执行。

目前大部分城市已分别制定了交通噪声管理条例等。

制定环境标准是一项有关政策性的工作,噪声标准同人的生活习惯、生活环境、技术经济发展水平有关,也是同声源特性有关的政策性问题。

有的专家建议分为三种标准。

（1）保护听力,最高噪声级不超过75—90。

（2）安宁的工作和学习,噪声级在55—70。

（3）为休息和睡眠噪声级在35-5OdB（A）且以低值为理想值,高值绝不能超过。

国家颁布的《城市区域环境噪声标准》如表10-3,规定在交通干线两侧的噪声不能大字

70dB（A）,因此有关方面务必采取一系列措施,才能保证街道与公路两侧环境符合国家对环境噪声有关标准的要求,对机场周围与城市港口区域噪声标准规定见表10-4。

控制噪声的措施,应包括声源、传递途径和接受者三个方面,简述于后;

1.控制噪声源

针对我国车辆状况,首先是改善机动车辆的构造,对进气排气采用高效率消声器;对发动|机用附加隔声罩。

还可采用电汽车辆来降低噪声。

开发其它类型的车辆如磁浮式、气垫式等高效、低噪声型的车辆或某些新型热机车辆。

2.改善运行状况

采用合理的交通管制与自动控制系统,使交通通畅。

合理地控制交通流量,特别是限制载货车的流量,可有效地降低交通噪声。

在限制车流量的同时,还应限制车速,使之尽可能地减少加速、减速、按喇叭、制动的噪声。

尚可采取禁止行驶车辆鸣笛等交通管制措施,改善路况,提高路面平整度,以减低振动与摩擦噪声。

3.调整路网规划与城市规划,合理布置路网

在进行路网规划时,应注意不同功能的道路之间的配合,应避免主要干道穿越市中心和文教、住宅区。

对噪声特别严重的载重车，宜辟专用道,以便集中采取隔音措施,对于住宅区、居民文教区等特别要求区域,应与交通干线保持一定距离,利用环境自然衰减来降低噪声。

必要时还可采用路堑或隧道,或修建如疏水沥青混凝土等低噪声路面,以降低噪声。

对于流量大的一些地区,采用立体交叉和自动信号控制,以保持车辆匀速行驶,降低噪声。

在路幅的布置上,三块板较二块板或一块板更有利于降低噪声。

利用城市建设合理的规划布置控制交通噪声污染的实际效果如表10-6。

4.设置防声屏障以限制噪声的传播

噪声在传播途中,若遇到障碍物尺寸远大于声波波长时,则大部分声能被反射,一部分被衍射,于是在障碍物背后一定距离内形成"声影区"。

其区域的大小与声音频率有关,声音频率越高声影区范围越大。

如果被保护点处于声影区,等效声级可降低8~15dB,如果处于非声影区,仅可降低3dB。

如果一条双车道上采用4m高防声屏障,其减噪效果的空间分布如图10-4所示。

道路防声屏障可利用路旁绿化带专门设计的防声屏障,利用不要求安静环境的临街建筑,利用路堑等。

在道路设计时,采用何种防声屏障形式,应根据噪声特性,周围环境与噪声的要求而定。

为了提高屏障的降噪效果,应尽量使其靠近道路,对于高速公路而言,屏障距路边线1.5~2m较为合适。

如果道路较宽,且为双向行驶时,也可于路中隔离带增设吸声材料的屏障。

为了增强防声屏障的效果,可于防声屏上铺设一些吸声材料,以避免其和附近建筑物之间形成反射。

防声屏障的效果与其结构物本身的隔声值（即它的单位面积容量）有关,而所设计的最小单位面积容量与屏联高度、屏障与声源的位置有关。

5.道路绿化

利用树林的散射、吸声作用,以及地面吸声,可达到降低噪声的目的,尤其是绿化在人们对噪声的心理感觉上有良好的效果。

一般认为矮的乔木比高的乔木防噪效果好,阔叶树比针叶树好,几条窄林带比一层稠密林带效果好,但林带很窄或为灌木时,效果就很差。

不同林带厚度的降噪效果可参见表10