公路隧道噪声及其控制技术讲解.docx

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公路隧道噪声及其控制技术讲解

北京科技大学

噪声控制工程学习总结

题目：

公路隧道噪声及其控制技术

学院：

土木与环境工程学院

专业：

XXXXX

姓名：

XXXX

学号：

XXXXXX

2015年4月21日

摘要

公路交通噪声污染是城市噪声污染的重要组成部分。

公路隧道交通噪声是目前亟待解决的一个重要的公路交通环境污染问题。

本文从公路隧道交通噪声现状和隧道噪声的主要来源进行分析研究，该研究有助于更好地了解隧道噪声的形成机理，对隧道洞内、洞外噪声的预测以及提出相应的降噪措施具有一定的指导意义。

[1]

研究对象为路面直线形隧道。

为了简化分析，隧道洞内噪声的预测通过引入虚墙的概念，使隧道长空间转化为镜像房间模型,应用室内声学理论研究了多车道、多车流量情况下的隧道交通噪声，并给出了预测模型；[2]隧道洞外噪声的预测,主要从隧道结构的角度出发，重点研究了隧道横断面形状、横断、角而积、隧道长度及隧道长宽比对隧道洞口噪声的影响,并给出了矩形和半圆形横断面隧道洞口噪声的统一预测公式；给出一些公路隧道噪声控制措施的同时,重点研究对比了采用具有不同声学特性的吸声材料和吸声结构对隧道内壁和顶部作降噪处理时,隧道洞内的降噪效果,结合各种吸声材料和吸声结构的物理特性及隧道内潮湿封闭的环境,确定了适合公路隧道降噪的吸声材料和吸声结构。

[3]本文通过对公路隧道交通噪声的研究得出了一些有意义的结论：

1.在隧道长度一定的情况下,隧道洞口噪声随横断面积的增人向增人;

2.横断面形状对隧道洞口噪声的影响可忽略,矩形和半圆形横断面隧道的洞口噪声可统一为与长宽比有关的预测模式;

3隧道内噪声随车道数和大车比例的增大而增大;

4.不同的吸声材料对隧道的降噪效果影响显著。

关键词：

隧道噪声；虚墙；公路隧道；隔声墙

第一章国内外公路隧道噪声研究现状

第一节研究背景和意义

隧道是山区高等级公路的重要组成部分，我国山区较多,近几年山区公路的建设也加快了步伐,修建了大量的隧道。

但所建成的隧道，多数没有做吸声处理,隧道的交通噪声问题也就越来越受到人们的关注。

交通噪声和通风机运作噪声经壁面多次反射,混响声、直达声等叠加,产生较大的噪声值,使司机、乘客、检修人员感到非常不舒适。

另外,隧道内的强噪声可能对隧道本身也造成危害,使隧道顶部,内壁以及地面遭到一定程度的伤害。

目前,我国还未制定关于隧道环境噪声的国家或行业标准。

城市区域环境噪声标准（GB3O96一93）规定:

道路交通干线两侧区域环境噪声标准值为昼间70dB（A）,夜间55dB（A）"已有大量资料显示,我国高速公路隧道产生的噪声远超过了这一标准,如表所示。

[5]1995年重庆市某隧道噪声的现场测试,该座长度为300米左右的隧道内均为噪声高污染带,隧道洞口处1小时等效连续A声级最低,为80dB;在隧道中部最高,为89dB,也就是说,隧道口处噪声值比中部仅下降约10%左右。

第二节理论研究

日本在公路隧道降噪方面的研究比较早，在1971年,夏德荣校对公路隧道交通噪声,[6]进行了声学处理研究,并评价了声学处理的测量方法。

国外对铁路隧道噪声研究较多,例如,M.S.HOWE对铁路隧道入口处的声波的反透射进行了详细的研究,[4]但铁路隧道内噪声的形成机理与公路隧道的机理差别较大,值得借鉴处较少，根据日本研究介绍,公路降噪效果以路堑形式最佳,美国修建的高速公路当通过声环境敏感地区时,亦常采用路堑形式。

第三节实验技术研究

国内外道路隧道降噪对策主要是选用配置消声器的低噪声射流风机,在隧道顶部和侧墙上部内装吸声材料,特别在两端洞口外要安装露天型强吸声板,以及铺设低噪音路面。

对隧道进行降噪处理后,评价降噪效果的实验方法主要有:

扬声器实验,单车行驶实验,典型隧道实测（对实际隧道作吸声处理前后的噪声级进行比较）隧道内吸声模拟中间试验（缩尺模型实验）。

第二章公路隧道交通噪声特性

第一节我国公路隧道交通噪声现状

我国于1982年半颁布了城市区域环境噪声标准,于1993年重新进行了修订（GB3096一93）,规定了城市各类区域的环境噪声标准,它对有效地控制城市环境噪声起到积极的作用。

（1）0类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域。

（2）1类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。

乡村居住环境可参照执行该类标准。

（3）2类标准适用于居住、商业、工业混杂区

（4）3类标准适用于工业区

（5）4类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域,穿越城区的内河航道两侧区域。

穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声限制也执行该类标准由表2一3和2一4可以看出,洞外与洞内相比,噪声状况有一定的降低,但洞外噪声和洞内噪声都远远超过了城市区域环境噪声标准中昼间70dB，夜间55dB的规定值。

此外,我国的宝林山隧道、金鸡山隧道也有高达85dB（A）以上的噪声污染

第二节公路隧道交通噪声的来源

通风机噪声为冲淡污染空气,保障交通的流畅,使汽车按设计车速通过隧道,隧道内的通风设计是隧道建设中的重要而且棘手的环节,而由通风机产生的噪声也成了隧道内噪声的重要来源。

[7]

发动机噪声汽车在加速状态下的噪声源对噪声的贡献大小如图2一l所示。

发动机噪声是汽车的主要噪声源，在我国,小轿车车外加速噪声中,发动机噪声约占55%;大、中型汽车车外加速噪声中,发动机噪声约占65%"

轮胎路面噪声轮胎噪声主要是由轮胎与道路相互作用而产生。

轮胎在各种速度下及各种道路表面运行,其噪声频带非常宽,在80~4000Hz。

1500Hz以下的噪声占多数,且主要集中在1000Hz附近。

第三节公路隧道交通噪声的影响因素分析

影响隧道噪声强弱的因素有车辆构成种类、车流量、行车速度、路面结构、路堤高度、车辆鸣笛、隧道内墙壁吸声系数等

车辆构成种类及车速一般来讲,对每种类型的车,都有噪声随车速的增大而增大,同样的行驶速度下,大型车噪声最大,中型车次之,小型车最小

车流量如图2一6所示,横坐标为车流量,纵坐标为噪声级,实线为洞内噪声,虚线为洞外噪声。

可以看出,噪声级随车流量的增加而增加,且隧道内噪声高于隧道洞外噪声。

路面结构轮胎与路面的摩擦噪声与路面的种类有关.相同条件下,混凝土路面较沥青混凝土路面高2dB（A）,较碎石路面高4dB.降低路面引起的噪声,就要采用低噪音路面目前,国内外研究比较成熟,具有降噪功能的沥青低噪音路面有:

排水路面、阻尼路面、多孔弹性路面等。

使用较多的是大空隙排水型路面,路面的空隙率超过20%,噪音可降低2一4dB。

但由于这种路面强度不高且耐久性较差,我国道路超载现象比较严重,故使用较少

隧道内壁吸声系数的影响

第三章隧道噪声控制措施

第一节通风机噪声

隧道内的通风方式通常采用纵向通风,如图所示。

而采用纵向通风方式的隧道,射流风机直接悬挂在隧道顶部,噪声问题比较严重,为降低风机产生的噪声,建议将通风方式改为横向或半横向通风,并确保射流风机运转平衡。

并且为进一步降低风机噪声,应在射流风机上安装消声器以及在隧道顶部贴敷消声材料。

第二节发动机噪声

汽车发动机噪声,与车辆本身密切相关,不管是否在隧道内行驶,噪声控制的方法是一致的。

其降噪措施主要有：

对进、排气噪声的控制采用消声器;对燃烧噪声的控制措施是，研发新的低噪声燃烧室;降低机械噪声的控制主要是，合理的减少和采用最小的配合间隙和优化齿轮结构参数和材料等,以减少部件之间的冲击;当进一步降低发动机本身噪声比较困难时,常采用隔声罩,有局部隔声罩以及全封闭整体隔声罩和隔声屏。

第三节轮胎路面噪声

汽车行驶速度,隧道内环境湿度、温度对轮胎路面噪声都有影响,在公路交通噪声控制中,控制轮胎路面噪声的方法：

一是采用低噪音轮胎,二是铺筑低噪音路面。

对于行驶在隧道内的车辆而言,为降低隧道噪声,改变已有的轮胎的花纹结构不太现实,第二种方法是目前最成熟的控制轮胎路面噪声的措施。

第四节吸声材料

为保护道路两侧附近的人类活动区及自然保护区,一般在道路两侧修建隔声屏障。

而在隧道内,由于在隧道内人车处于同一声场,则要采用吸声屏障,要求降噪材料有良好的吸声性能。

[8]

第五节路堑、声屏障与绿化带

美国修建高速公路，当通过声环境敏感地区时,常采用路堑形式,不但可以减少交通噪声,还不会因设置声屏障而影响路侧景观,因此,在隧道的洞口过渡段可采用此方法,降低洞口过渡段噪声对周围环境的影响。

路堑的深度可视路侧环竟敏感点预测的环境噪声超标情况而定,长度可视敏感点沿走向所占的范围而定

采用声屏障降低公路噪声是目前应用较为广泛的降噪方式。

声屏障主要通过对声波进行吸收、反射等来降低噪声,声屏障类型各异,一般可分为吸收型、反射型和吸收反射复型。

在选择声屏障时,应根据受保护地区的敏感程度及特点来选择合适的声屏障类型。

在隧道洞口两侧种植绿化带,是防治交通噪声的另一有效措施,它既能吸收有害气体,又能美化环境。

据有关资料研究表明,当绿化带的宽度达10m以上时,可降低交通噪声4一5dB。

参考文献

[1]顾尚华,道路交通噪声的危害与控制措施,交通与运输,2093

（2）:

24一25

[2]冯基学,公路隧道内环境噪声限值的探讨,重庆交通研究设计院,2004

[3]崔涛,隧道环境影响分析,交通环保,1995,19（6）:

27一30

[4]丁亚超,周敬宣,李恒,国外几种道路交通噪声预测模式的对比分析,交通环

保,2004,25（4）:

5一7

[5]JTJO05一96.公路建设项口环境影响评价规范,中华人民共和国交通部,1996

[6]夏德荣,公路隧道交通噪声的声学处理,噪声与振动控制,1990

（2）:

35一36

[7].师利明,罗德春,邓顺熙,公路隧道内噪声预测和降噪措施的理沦研究，中国

公路学报,1995,12（增刊）:

101一105

[8]一项隧道降噪材料科研成果通过省级鉴定,材料再生与评价研究所,2004