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1、第三章第三章 道路交通噪声与污染控制道路交通噪声与污染控制p第一节声学的基本知识p第二节噪声的主观评价及噪声容许标准p第三节车辆噪声p第四节道路交通噪声预测p第五节道路交通噪声污染控制u学习重点：学习重点：n1、波阵面、声波的特性、声强级。n2、噪声测量中的常用频带。n3、响度、噪音对人体健康的影响。n4、车辆噪声的构成、轮胎噪声测量的方法、平均噪声级与车速的关系。n5、噪声控制的原则、噪声控制的步骤、声屏障的构造设计、低噪声路面的机理。n6、行驶噪声强度的影响因素。p1.1 1.1 噪声与噪声源噪声与噪声源凡是使人烦恼不安，对人体有害，人们所不需要的声音统称为噪声噪声。通常把正在发出声音的振
2、动物体称为声源声源，发出噪声的振动物体称为噪声源噪声源。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识p1.2 1.2 噪声在空气中传播噪声在空气中传播声源振动辐射的声波在媒质中传播时，在某一时刻声波到达的各点所形成的包迹面称为波阵面波阵面。根据波阵面的形状，可以将声波分为平面波、球面平面波、球面波波和柱面波柱面波。媒质中有声波传播的区域叫做声场声场，声波传播无边界影响或边界影响可以忽略的区域称为自由声场自由声场。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识u声波的声速、波长与频率声波的声速、波长与频率声波在媒体中传播的速度称为声速，习惯用符号声波在媒体中传播的速度称为声速，习惯用符号C C表示，单位是
3、表示，单位是m ms s。声速与声源的性质无关，而与媒质的弹性、密度及温度有关。在空气中声波的传播速度为：式中：式中：B空气的体积弹性模量，N m2 ；P空气的密度，kg/ m3 。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识（3-1）波声传播路径上，两相邻同相位质点之间的距离称为波长，记作波长，记作，单位是，单位是m m。声波传播一个波长所需的时间称为周期，记作周期，记作T T，单，单位是秒（位是秒（s s）。）。周期的倒数称为声波的频率，记作频率，记作f f，单位为，单位为HzHz。声速与波长、频率有如下关系：第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识（3-2）u噪声在空气中传播噪声在空气中传播
4、声波的传播过程实质上是声源辐射声能量的传递过程。噪声的强度随着传播距离的增加而衰减。其原因如下：n声压随传播距离的衰减n空气对声波的吸收n地面吸收对噪声的附加衰减量，取决于地表性质、植被类型等。n风速和温度梯度对噪声传播的影响第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识p1.3 1.3 声波的绕射、反射、吸收和透射声波的绕射、反射、吸收和透射u声波的绕射声波的绕射当声波遇有孔洞(或缝隙)的障板时，由于声波的绕射特性绕射特性，可以通过孔洞传到障板的背后。如果孔洞的直径(d)比入射声波的波长(又)小得多时(即d)，小孔可近似看作一新波源，它的子波是以小孑L为中心的球面波(见图3-3)。第一节第一节声学
5、的基本知识声学的基本知识第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识当声波遇一障板时，因声波的绕射在障板边缘处将改变其原来传播方向而“绕”到障板的背后(见图3-4)。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识u声波的反射声波的反射当声波入射到墙、板等表面时，声能的一部分将被反射。若单位时间内的入射声能为E0，反射声能为Er，则墙、板的反射系数r定义为：如果反射面的尺度比声波波长大得多时将产生镜面反射。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识（3-3）第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识u声波的吸收和透射声波的吸收和透射声波入射到墙、板等构件时，除一部分声能被反射外，其余部分将透过构件和被构件材料
6、吸收。根据能量守恒定律，单位时间的入射声能E0、反射声能Er、透射声能E和吸收声能E有如下关系：从入射声波和反射声波所在的空间看，材料的吸声系数与反射系数之间有如下关系：（3-4）（3-5）材料的透射系数定义为：我们将反射系数r值小的材料称为吸声材料，把透射系数值小的材料称为隔声材料。u常用的吸声材料常用的吸声材料常用的吸声材料和吸声结构及其吸声特性列于表3-1，需说明的是，表3-1对于噪声控制工程设计(如吸声型声屏障设计)是远远不够的，应参阅有关资料或手册。（3-6）第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识u构件对空气的隔绝构件对空气的隔绝由式（3-6）可知，构件的透射系数越小，构件的隔声性
7、能越好。单层匀质密实墙体的隔声量：单层匀质密实墙体的隔声量：墙体的单位面积质量越大隔声量也越大，质量增加一倍隔声量增加6dB，这一规律称为“质量定律”。高频声比低频声容易隔绝，频率越低隔声越困难。高频声比低频声容易隔绝，频率越低隔声越困难。另外，如墙体上有孑L洞或缝隙，隔声量将大为降低。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识双层墙的隔声量：双层墙的隔声量：为提高轻型墙体的隔声量，经济的办法是采用有空气间层的双层或多层墙。因空气间层的“弹簧”作用，使双层墙的隔声量比相同质量的单层墙增加了一个附加隔声量。在实际工在实际工程中，两层墙之间常有刚性连接物，这些连接物称为程中，两层墙之间常有刚性连接物
8、，这些连接物称为“声桥声桥”，使附加隔声量减小。，使附加隔声量减小。应说明的是在工程设计时，构件的实际隔声量应按设计要求在专用隔声试验室作隔声测试。关于测试方法及隔声性能评价等请参阅有关资料。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识p1.4 1.4 噪声的计量噪声的计量u声功率、声强和声压声功率、声强和声压声源的声功率声源的声功率声功率是声源单位时间内向外辐射的声能，记作W，单位为瓦(W)或微瓦(W)。声源的声功率与频率有关，在计量时应指明其频率范围。声源辐射的声功率一般与环境条件无关，纯属于声源本身的一种特性。表3-2列出了几种声源的声功率。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识第一节第一
9、节声学的基本知识声学的基本知识u声强声强声强是衡量声场中声音强弱的物理量。声强的定义，是单位时间内在垂直于声波传播方向的单位面积上通过是单位时间内在垂直于声波传播方向的单位面积上通过的声能量，的声能量，记作I，单位是W/ m2 。其定义式为：自由声场中，点声源均匀地向四周辐射声能(见图3-8)，距声源某处球面上的声强为：第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识（3-7）（3-8）第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识自由声场中，线声源均匀地向周围辐射声能（见图3-9），距声源中心线某处圆柱面上的声强为：第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识（3-9）u声压声压声压是指介质中的压强相对于无声
10、波时压强的改变量，声压是指介质中的压强相对于无声波时压强的改变量，记作记作P P，单位为帕，单位为帕(Pa)(Pa)。声波传播时，声场中任一点的声压都是随时间而不断变化的，称瞬时声压瞬时声压。实质上人耳分辨不出声压的瞬时变化，因此，声压的实际效果是某段时间内瞬时声压的平均值，该平均值称为有有效声压效声压。从能量分析有效声压是瞬时声压在一段时间内的均方根值。实际应用中如果没有说明，声压一词即指有效声压。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识u声强与声压的关系声强与声压的关系声场中声波(音)的强弱可用声强来表示，也可用声压来衡量，因而声强与声压有着密切的关系：式中：P-有效声压，N/ m2 C空
11、气中声速，ms；空气密度，kg m3。空气的密度与声速的乘积C称为空气的特性阻抗，20度时，其值为415NS m3第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识（3-10）u声强级、声压级、声功率级声强级、声压级、声功率级人耳刚能听到声音的界限叫听阈听阈，使人耳产生疼痛感觉的界限叫痛阈。痛阈。声强级声强级是指某处的声强和基准声强之比值的常用对数值乘以10，称为该处的声强级。即：式中：LI-有效声压，dB; I声场中某处的声强，W m2 ；I0基准声强， I0 = 10-12W m2 ；第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识（3-11）u声压级声压级与上述相仿，某处声压级的数学表达式为：u声功率级声
12、功率级同样声功率级的表达式为：第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识（3-13）（3-12）u声压级的叠加声压级的叠加当几个不同声源同时作用时，它们在某处产生的总声压并不是各个声压的代数和，应按照能量法则进行叠加。它们的总声压为：中叠加后的总声压级为：如果P1=P2=Pn=P时，总声压级为：第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识（3-14）（3-15）（3-16）两声压级L1、L2（L1L2）叠加，叠加后的声压级为：式中L为叠加修正量（增值）【例3-1】测得某机器的噪声频带声压级如下表所示，计算其总声压级。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识（3-17）u解：解：声压级的大小依次为10
13、0、95、93、90、82dB，利用课本上表3-3依次逐个叠加。计算至此可见，进行三次叠加后即得102dB，其余的声压级与它的差值均超过15dB，修正值很小可不计。第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识p1.51.5噪声的频谱噪声的频谱噪声的频谱往往是连续的，测量其频谱时不可能一个一个频率的测，而是通过带通滤波器测得相应频带的声级，将频率为横坐标，声级为纵坐标作图，将频率为横坐标，声级为纵坐标作图，即可得被测噪声的频谱图。噪声测量中，常用的频带(或频程)是l l倍频程或倍频程或1 13 3倍频程倍频程。倍频程是对频率作相对比较的单位，两个频率之间的相距频程倍数n由下式决定：第一节第一节声学的
14、基本知识声学的基本知识第一节第一节声学的基本知识声学的基本知识式中：式中： f1频带(频程)的下限频率，Hz；f2频带(频程)的上限频率，Hz；n频程的倍数常用频带的中心频率表示，频带的中心频率。是上下限频率的几何均值，即：（3-19）（3-18）噪声对人产生的影响不但与声压、声强声压、声强等客观物理量有关，而且与人的心理、生理人的心理、生理等主观因素有关，还与噪声的频率、起伏变化程度有关。p2.1 2.1 人耳听觉特性人耳听觉特性响度响度是人耳鼓膜接受到入射声后的主观感觉量。声音的响度不但与其声压级大小声压级大小有关，而且与其频率的频率的高低高低有着密切的联系。人耳对高频声敏感，对低频声迟钝
15、。人耳对高频声敏感，对低频声迟钝。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准p2.2 2.2 噪声的主观评价噪声的主观评价u响度级响度级选取1000H2纯音作基准音，凡是听起来和该基准音一样响的声音，不论其声压级和频率是多少，它的响度级(phon值)就等于该纯音的声压级值。单位是方(phon)。响度级是人们对噪声主观评价的一个基本量。响度级是人们对噪声主观评价的一个基本量。利用与基准纯音相比较的方法，通过实验可以得到整个音频范围各个纯音的响度级。国际标准化组织(1SO)于1961年推荐的纯音等响曲线如图310所示。在图中任意一条曲线上的每一个点都代表一个纯在图中任意
16、一条曲线上的每一个点都代表一个纯音，尽管同一条曲线上的每个纯音的声压级和它的音，尽管同一条曲线上的每个纯音的声压级和它的频率都不相同，但是它们的响度级却是相同的。频率都不相同，但是它们的响度级却是相同的。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准u计权声级计权声级在噪声测量中，试图用声级计直接测定噪声的“响度级”，但实际与响度级并非完全一致，因此，读数读数称为声级，单位是称为声级，单位是dBdB。为了使声音的客观物理量与人耳听觉的主观感受近似取得一致，在测量仪器中对不同频率的声压级，人为地给予适当的增减，这种修正方法称为频率计权频率计权。实现频率计权的电网络称为计权
17、网络，经过计权网实现频率计权的电网络称为计权网络，经过计权网络测得的声级称为络测得的声级称为计权声级。计权声级。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准计权网络A、B、C、D的频率响应特性曲线的国际规定如图311所示：A A声级通常用于稳态噪声的评价量。声级通常用于稳态噪声的评价量。对于随时间起伏变化的非稳态噪声的评价量采用等效声级、昼夜等效声等效声级、昼夜等效声级、统计声级、噪声污染级级、统计声级、噪声污染级等。u等效声级等效声级当噪声的A声级随时间起伏变化时，需用按能量法则算出的平均A声级来
18、评价该噪声，称为等效连续A声级，简称等效声级，记为等效声级，记为LALAeqeq，单位为，单位为dBdB。等效声级它等效于一个连续稳定的噪声作用在测量周期内，此稳定噪声和实际起伏噪声具有相同的A计权能量。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准u昼夜等效声级昼夜等效声级因噪声在夜间比昼间对人干扰更大，为了考虑这种因素，提出了昼夜等效声级作为评价量，记作记作L Ldndn，单，单位为位为dBdB。u统计声级统计声级当噪声随时间起伏变化较大时(如道路交通噪声)常用统计方法来评价。用噪声级出现的累积概率来表示这类噪声的大小，称为统计声级，又称为累积分布声级，又称为累积分
19、布声级，记作记作L LN N，单位为，单位为dBdB。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准统计声级LN表示在测量时间内，有N时间的噪声值超过的声级。常用的指标有L10、L50、L90，分别表示在测量时间内有10、50、90时间的声级超过它的值。u噪声污染级噪声污染级等效声级是从能量平均的角度来评价噪声。等效声级是从能量平均的角度来评价噪声。从噪声对人的干扰来讲，起伏变化的噪声比平稳的噪声要更大一些。噪声污染级是综合噪声的能量平均和起伏变化特性两者的影响而给出的评价量，记作记作L LNpNp，单位为，单位为dBdB。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声
20、的主观评价及噪声容许标准p2.3 2.3 噪声的危害噪声的危害人们长期接触强噪声会引起听力损伤，其损伤程度表现为以下几种类型：u1 1听觉疲劳听觉疲劳在噪声作用下，听觉敏感性降低，表现为听阈提高约1015dB，但离开噪声环境几分钟即可恢复，这种现象称为听觉适应。当听阈提高15dB以上，离开噪声环境很长时间才能恢复，这种现象叫做听觉疲劳这种现象叫做听觉疲劳，已属于病理前期状态。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准u2 2、噪声性耳聋、噪声性耳聋根据国际标准化组织(1SO)1964年的规定，5001h、l0001h、20001h三个频率的平均(算术平均)听力损失超
21、过25dB称为噪声性耳聋噪声性耳聋。u根据听力损伤的程度，噪声性耳聋可分为三类：根据听力损伤的程度，噪声性耳聋可分为三类：n当听阈位移达2540dB时为轻度耳聋，听觉还未影响到语言区(500-2000H2)，对交谈影响不大；n当听阈位移达到d060dB时为中度耳聋，听觉已影响到语言区，一般声音的讲话已经听不清楚；n当听阈位移达6080dB时为重度耳聋，对低频、中频和高频的听觉能力均严重下降，即使面对面的大声讲话也听不清楚。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准u3 3爆发性耳聋爆发性耳聋当声压很大时(如爆炸、炮击)，耳鼓膜内外产生较大压差，导致鼓膜破裂，双耳完全
22、失聪。u噪声对人体健康的影响噪声对人体健康的影响n1对视觉的影响在噪声作用下会引起视觉分析器官功能下降，视力清晰度及稳定性下降。n2对神经系统的影响在噪声长期作用下会导致中枢神经功能性障碍，表现为植物神经衰弱症候群(头痛、头晕、失眠、多汗、乏力、恶心、心悸、注意力不集中、记忆减退、惊慌、反应迟缓)。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准n3对消化系统的影响强噪声作用于中枢神经，往往引起消化不良及食欲不振，从而导致肠胃病发病率增高。n4对心血管系统的影响噪声会使交感神经紧张，引起心跳过速、心律不齐、血压升高等症状。u噪声对正常生活和工作的影响噪声对正常生活和工作的
23、影响n噪声影响人的正常生活，妨碍休息和睡眠，使人感到烦躁，这种影响对老人、病人更加明显。n强噪声不仅使作业者增加生理负担和能量消耗，而且使作业者神经紧张、心情烦躁、注意力不易集中、容易疲劳等，因而影响工作效率。n噪声分散人的注意力，影响工作的质量，也容易引起工伤，它给人们和社会带来的损失是十分可观的。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准u噪声对语言通讯的影响：噪声对语言通讯的影响：噪声对人的语言信息具有掩蔽作用。u噪声对仪器设备和建筑物的影响噪声对仪器设备和建筑物的影响特强噪声会使仪器设备失效，甚至损坏。对于机械结构(如火箭、航空器等)，在特强噪声的频率交变负
24、载的反复作用下，使材料结构产生疲劳，甚至断裂，这种现象叫做声疲劳声疲劳。当噪声级超过超过140dB140dB时，强烈的噪声对轻型建筑物具有破坏作用。第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准p2.4 2.4 噪声容许标准噪声容许标准噪声标准就是规定噪声级不宜或不得超过的限制值不宜或不得超过的限制值(即最大容许值)。u听力保护与健康保护标准：听力保护与健康保护标准：见表见表3-53-5第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准u城市区域环境噪声标准城市区域环境噪声标准我国于2006年重新颁布了城市区域环境噪声标准，标准见下表3-6：第二节第
25、二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准u民用建筑噪声标准民用建筑噪声标准第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准u机动车辆噪声标准机动车辆噪声标准第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准第三节车辆噪声第三节车辆噪声p3.1 3.1 车辆噪声的构成车辆噪声的构成机动车辆在道路上行驶辐射的噪声(简称行驶噪声)，主要由动力噪声和轮胎噪声两部分构成。u( (一一) )动力噪声动力噪声车辆动力噪声(又称驱动噪声驱动噪声)主要指动力系统辐射主要指动力系统辐射的噪声的噪声。发动机系统是主要噪声源发动机系统是主要噪声源，包括进
26、气噪声、排气噪声、冷却风扇噪声、燃烧噪声及传动机械噪声等。动力噪声的强度丰要取决于发动机的转速，与车速有直接关系，噪声强度随车速增大而增强噪声强度随车速增大而增强。第三节车辆噪声第三节车辆噪声u( (二二) )轮胎噪声轮胎噪声轮胎噪声轮胎噪声是指轮胎与路面的接触噪声，又称轮胎一路面噪声。它由轮胎直接辐射的噪声和由轮胎激振车体振轮胎直接辐射的噪声和由轮胎激振车体振动产生的噪声动产生的噪声构成。轮胎直接辐射的噪声轮胎直接辐射的噪声，按其机理主要包括轮胎表面花纹噪声(空气泵噪声)和轮体振动噪声，还有在急转弯和紧急制动时与路面作用下产生自激振动噪声等。轮胎噪声：轮胎噪声：花纹噪声、道路噪声、弹性振动噪
27、声、风噪花纹噪声、道路噪声、弹性振动噪声、风噪声声第三节车辆噪声第三节车辆噪声p3.2 3.2 车辆噪声的测量车辆噪声的测量单个车辆在周围无阻挡的道路上行驶时，可视为半自由声场中的点声源，不考虑地面吸收时在距车辆r处的噪声级为：式中：Lr距车辆r处的A声级，dB；r距车辆的距离，m；Lw车辆的声功率级，dB。车辆的声功率级与车型、车速和路面特性有关。（3-20）第三节车辆噪声第三节车辆噪声由于车辆在行驶状态下的声功率级难以测量，通常直接测量车辆噪声级。u( (一一) )行驶噪声测量行驶噪声测量车辆行驶噪声的测量方法基本按我国1979年颁布的机动车辆噪声测量方法(GB149679)进行。u（二）
28、轮胎噪声测量（二）轮胎噪声测量国际上轮胎噪声测量方法有实验室有实验室( (轮胎试验台轮胎试验台) )法、法、拖拉法和滑行法拖拉法和滑行法三种，目前，我国前两种测量方法不具备条件。第三节车辆噪声第三节车辆噪声p3.3 3.3 车辆噪声的强度车辆噪声的强度u行驶噪声强度及影响因素行驶噪声强度及影响因素行驶噪声强度行驶噪声强度1 1）小型车）小型车沥青混凝土路面：沥青混凝土路面：水泥混凝土路面：水泥混凝土路面：2 2）中型车：）中型车：3 3）大型车：）大型车：（3-21）（3-22）（3-23）（3-24）第三节车辆噪声第三节车辆噪声车辆噪声有与车辆关系图第三节车辆噪声第三节车辆噪声u行驶噪声的影
29、响因素行驶噪声的影响因素n载重量n路面材料n路面粗糙度n路面平整度n路面纵坡第三节车辆噪声第三节车辆噪声u轮胎噪声强度轮胎噪声强度小型车：小型车：测量结果表明，路面材料对小型车的轮胎噪声影响很大。如表3-11所示为小型车在两种路面上轮胎噪声级的对比。第三节车辆噪声第三节车辆噪声u中型车中型车据测量，中型车的轮胎噪声与路面材料关系不大，且在任何车速下其轮胎噪声有与动力噪声有十分相近。u大型车大型车对面材料对大型车的轮胎噪声影响不明显，行驶噪声中动力噪声级略大于轮胎噪声级，但载重量也会增加轮胎噪声。第三节车辆噪声第三节车辆噪声p3.4 3.4 车辆噪声的频率车辆噪声的频率由噪声频谱分析结果，大、中
30、、小三种车型的噪声频率范围见表3-12第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测p4.1 4.1 公路交通噪声预测公路交通噪声预测u交通车流模型交通车流模型当行车道上的车流量足够大时，公路上的车流可视作等间距排列的不连续的线声源，见下图：等间距车流模型第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测u交通噪声预测模式交通噪声预测模式为应用计算方便，以下涉及的物理量均采用公路工程中的单位：长度用km，车速用kinh，时间用h，车流量用vehh单个车辆的等效声级：单个车辆的等效声级：如右图P0点的等效声级为式3-25（3-25）第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测一种车型车流的等效声级：一种
31、车型车流的等效声级：公路交通噪声预测模式：公路交通噪声预测模式：行车道上的实际车流为大、中、小三种车型的组合车流，因此，公路交通噪声的等效声级的三种车型车流公路交通噪声的等效声级的三种车型车流的等效声级的叠加。的等效声级的叠加。即：（3-26）（3-27）第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测当行车道上的小时车流量(三种车的合计)较小时，根据实测结果，式(3-28)需修改成如下形式：【例3-2】某高速公路上昼间小时交通量为：小车703vehh；中车245vehh；大车182velah。各类车的车速为：小车100kmh；中车肋kmh；大车65kmh。计算距行车线100m处的等效声级。公路路
32、面为沥青混凝土，路面高出地面05m，公路与接受点之间无障碍物。（3-29）（3-28）第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测u解：解：(1)计算各类车型在参照点(r0=7.5m)处的平均辐射噪声级，由式(3-21)、式(3-23)及(3-24)经计算得：Los=79.9dB；Lorn=88.0dB；Lol=87.1dB(2)计算各类车流在计算点处(r=100m)的小时等效声级，由式(3-27)计算得：Leqs=55.5dB；Leqrn=60.0dB；Leql=58.7dB。(3)计算点处总的小时等效声级为：Leq=10lg(100.1Leqs+100.1Leqrn+100.1Leql)=
33、63.2dB。第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测u交通噪声预测计算交通噪声预测计算u等效行车道等效行车道噪声预测时采用的是等效行车道，即认为公路上的车辆集中在等效行车道上形成车流。等效行车道的中心线称等效行车线，接受点至等效行车线的距离为距最近行车道中心线的距离r1，与距最远行车道中心线的距离r2的几何均值(见图3-17)。即：（3-30）第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测注意上式计算的r为接受点至等效行车线的水平距离，而式（3-27）或式（3-29）中的接受点至行车线的距离为噪声传播的实际路程。u声源及接受点高度声源及接受点高度声源指距路面的高度。声源指距路面的高度。因车
34、辆行驶噪声上致力噪声 轮胎噪声构成，各类车辆的声源高度为：n小型车0.2-0.5m；n中型车0.71.0m；n大型车约1.5m。为了简化计算，一般取三种车型的平均高度1.0m。第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测u有限长路段的修正有限长路段的修正当道路在接受点两端的长度大于4倍接受点至行车线的距离时，应用预测模式计算的噪声级可不作路段长度修正。否则应进行路段长度修正，接受点的噪声级为：式中Lc路段修正值单位为dB。 Lc=10lg（/180）为计算点对路段的张角，如图（3-18）所示：（3-31）第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测【
35、例3-3】图3-真8所示，接受点被多个路段环绕，接受点对各路段的张角如图示，计算接受点处的交通噪声级。本题的计算程序和结果列于表3-13。表中等效声级Lep为由已知条件按长直公路段计算得出的噪声级。总等效声级由各路段修正后的噪声级叠加而得。第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测u4 4障碍物的附加衰减量障碍物的附加衰减量n1)声障的附加衰减量n2)农村房屋的附加衰减量n3)林带的附加衰减量p4.2 4.2 城市道路交通噪声预测城市道路交通噪声预测对于城市现有道路的交通噪声采用实测更为实用可靠。对于新建和改、扩建道路可采取类比调查预测或模式计算预测。下面介绍城市道路交通噪声的预测模式。第四
36、节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测u城市街道声场城市街道声场声场中声能量有直达声能量（ID）和混响声能量(IR)两部分构成 ： 或u城市街道交通噪声预测模式城市街道交通噪声预测模式 直达声的等效声级直达声的等效声级n车流的声功率级车流的声功率级据实测，当车辆在中、低档车速时，辐射的声功率级与车速有如下关系:（3-32）第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测式中：Lwi第i种车型单车辐射的声功率级，dB；Vi第i种车型的平均车速，kmh；Ci与车辆类型有关的常数，dB。在中低档车速时，小客车C1=87.0；中型车C2=91.0；大型车C3=94.2；摩托车C4=85.0。由式(3-3
37、3)可以看出，如把小型车辐射的声功率级作为基数，在相同车速下，街道上混合车流辐射的乎均声功率级可按下式计算:（3-33）（3-34）第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测混合车流的平均车流按下式计算式中：Vi第j种车型的平均车速，kmh；Ni第i种车型的小时交通量，Vehhn直达声等效声级计算式直达声等效声级计算式假定街道上的车流为不连续的线声源(通常是满足的)，车流辐射直达声的等效声级计算式为：（3-35）（3-36）第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测式中： 街道混合车流的平均声功率级，dB；r接受点距等效行车线的距离，m；B常数。据测量，两侧建筑红线之间距离较宽，并设有绿化
38、带的道路(如城市环道)取B=30-33dB，市区主要街道取B=33-35dB。混响声等效声级计算式混响声等效声级计算式 式中：b街道宽度，m；A与街道界面对声波吸收性能有关的系数，dBm。据我们测定，A值的范围为090095dBm。（3-37）第四节道路交通噪声预测第四节道路交通噪声预测城市街道交通噪声预测模式城市街道交通噪声预测模式u城市街道交通噪声的垂向分布城市街道交通噪声的垂向分布1998年12月对西安市西五路的交通噪声在垂直方向进行了同步测量，测量结果列于表3-15。（3-38）第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制p5.1 5.1 噪声控制的原则与步骤噪声控制的原则与步
39、骤u噪声控制的原则噪声控制的原则n1降低声源噪声辐射n2 2控控制制噪噪声声传传播播途途径径。这是目前降低道路交通噪声的主要方式。l(1)控制路线距学校、医院、村庄及城镇居民区等环境敏感点的距离，这是最有效的，也是最经济的噪声防治措施。l(2)在噪声传播途中设置声障使其产生衰减。n3接受者防护u噪声控制的步骤噪声控制的步骤n(1)调查噪声源现状，测定噪声级。n(2)确定噪声标准。根据使用要求与噪声现状，确定可能达到的噪声标准及所需降低的噪声级。n(3)选择控制措施方案。通过必要的设计与计算(有时需进行实验)，同时考虑其技术、经济的可行性，确定控制方案。根据实际情况，可以是一种措施，也可以是多种
40、措施的结合。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制p5.2 5.2 道路交通噪声控制措施道路交通噪声控制措施u噪声控制法规噪声控制法规中华人民共和国环境噪声污染防治条例中华人民共和国环境噪声污染防治条例是实施噪声控制的保障与依据。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制u规划降噪规划降噪合理的道路规划和区域规划，对噪声控制具有战略意义。为了控制交通噪声，道路规划和区域规划时应考虑以下问题：n(1)交通于线应避免穿越城市市区和乡镇的中心区。n(2)城市道路两侧应布置商业、工贸、办公等建筑，以起声障作用。n(3)交通干道与学校、住宅、医院之间设绿地或其他非敏感性建筑。第五
41、节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制u交通噪声控制措施交通噪声控制措施1 1控制路线距环境敏感点的距离控制路线距环境敏感点的距离噪声随传播距离的衰减和在传播途中的吸收衰减是声波的基本性质，利用该基本性质控制路线距敏感点的距离，是交通噪声防治的根本途径。（见图3-21）2 2合理利用障碍物对噪声传播的附加衰减合理利用障碍物对噪声传播的附加衰减噪声传播途中遇到声障，会对声波反射、吸收和绕射而产生附加衰减。n(1)利用土丘、山岗降低噪声；图3-22n(2)利用路堑边坡降低噪声；图3-23n(3)利用构筑物或建筑物降低噪声。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通
42、噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制n(4)利用林带降低噪声。n(5)改善城市道路设施，使快、慢车和行人各行其道，不仅改善了行车条件，而且使道路交通噪声有所降低。p5.3 5.3 道路声屏障设计道路声屏障设计u声屏障噪声衰减量计算声屏障噪声衰减量计算无限长声屏障噪声衰减量计算无限长声屏障噪声衰减量计算接受点在声屏障建造前后噪声级的差值称为声屏障声屏障的噪声附加衰减量的噪声附加衰减量。当声屏障为无限长时，其噪声衰减量计算如下图所示：第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制式中：噪声传播的声程差，m；f噪声的频率，Hz；N菲涅尔(F
43、resnel)数。由N值查图表得声屏障噪声衰减量有限长声屏障噪声衰减量计算有限长声屏障噪声衰减量计算在实际中建造无限长声屏障是没有必要的，但有限长声屏障，由于屏障两端有“漏声”现象(见图3-27)，它的噪声衰减量比同样高度的无限长声屏障要小。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制（3-39）第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制有限长声屏障的噪声衰减量可由式(3-40)估算，或由图3-28查得。式中：L有限长声屏障的噪声衰减量，dB；L无限长声屏障的噪声衰减量，dB；2接受点对有限长声屏障的张角，()；1接受点对道路的张角，()。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路
44、交通噪声污染控制（3-40）第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制u声屏障声学设计声屏障声学设计1 1、设计噪声衰减量、设计噪声衰减量接受点处的道路交通噪声级(实测值或预测值)与期望环境噪声级之差，称为声屏障的设计噪声衰减量声屏障的设计噪声衰减量。当背景值大于标准限级时，取背景值为期望环境噪声级，当背景值小于标准值时，期望环境噪声级取标准容许值。2 2、声屏障的位置、声屏障的位置通常将声屏障建于靠近道路侧，为了行车安全和道路景观，声屏障中心线距路肩边缘应不小于2.0m。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制3 3、设计接受点、设计接受点声屏障设计接受点应设在建筑群中
45、受噪声袭击最大，或噪声敏感性最大的建筑处。4 4、声屏障的高度、声屏障的高度设计时在满足噪声衰减量的前提下，应努力使屏障的高度经济合理。为了降低声屏障的风荷载，屏障的高度为了降低声屏障的风荷载，屏障的高度不宜超过不宜超过5m5m。如需超过5m时可将屏障的上部作成折形或弧形，将端部伸向道路，以使更接近声源。5 5、声屏障的长度、声屏障的长度声屏障的长度应大于其保护对象沿道路方向的长度。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制u声屏障构造设计声屏障构造设计声屏障的隔声量声屏障的隔声量传至屏障背后接收点的噪声，有绕过屏障和透过屏障两部分声能。屏障噪声实际衰减量为：式中：L声屏障的实际噪声
46、衰减量，dB；R声屏障对噪声透射的隔声量，dB；Ld噪声绕过声屏障产生的衰减量，dB，即为声屏障的设计噪声衰减量。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制（3-41）由式(3-41)，当LdL05dB时，解得RL10dB。这就是说，当屏障自身的隔声量比其噪声衰减量大10dB时，透射声对衰减量的影响小于0.5dB。因此，声屏障壁体的隔声量至少应比其设计噪声衰减声屏障壁体的隔声量至少应比其设计噪声衰减量大量大10dB10dB。即：u声屏障的构造设计声屏障的构造设计声屏障的材料构造直接影响其技术性能、造价及寿命等，是声屏障设计的关键之一，其因材料不同可分为砌块类型、板体类型和生物类型砌块
47、类型、板体类型和生物类型等三类。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制（3-42）u砌块类型（图砌块类型（图3-293-29）第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制u板体类型（图板体类型（图3-303-30）第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制u生物类型（生物类型（3-313-31）第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制u声屏障结构设计声屏障结构设计声屏障的荷载以风载和自重风载和自重为主，必要时考虑冰雪载及侧向土压力等。结构形式上属悬臂结构悬臂结构，其设计比较简单。为了安全，结构设计时还应考虑防撞击的措施。第五节道路交通噪声污染控制第五
48、节道路交通噪声污染控制p5.4 5.4 低噪声路面低噪声路面u低噪声路面的机理及其效益低噪声路面的机理及其效益1 1、轮胎噪声的物理现象、轮胎噪声的物理现象轮胎与路面接触噪声的大小不仅与轮胎本身轮胎本身(如表面花纹)有关，更主要的取决于路面的表面特性取决于路面的表面特性。概括起来，轮胎噪声的物理现象有下列三方面：n(1)冲击(振动)噪声。该噪声的频率较低。n(2)气泵噪声。气泵噪声的强度随车速的增加而增加，且以高频声为主，在轮胎噪声中占主要地位。n(3)附着噪声。是由轮胎橡胶在路面上附着作用力而产生的类似于真空吸力噪声。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制2 2、低噪声路面的机
49、理、低噪声路面的机理n(1)面层孔隙的吸声作用。除了吸收发动机和传动机件辐射到路面的噪声外，还可吸收通过车底盘反射同路面的轮胎噪声及其他界面反射到路面的噪声。n(2)降低气泵噪声。轮胎与路面接触时表面花纹槽中的空气可通过孔隙向四周逸出，减小空气压缩爆破产生的噪声，且使气泵噪声的频率由高频变成低频。n(3)降低附着噪声。减小轮胎与路面的接触面，有助于附着噪声的降低。n(4)良好的平整度，降低了冲击噪声。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制3 3、低噪声路面的效益、低噪声路面的效益n1)铺筑低噪声路面降低交通噪声源。n2)可能的降噪量：采用加厚多孔隙路面可以降低噪声n3)耐久性和可
50、靠性n4)经济与使用分析在道路交通噪声干扰人们正常生活的地方修筑低噪声路面才是有意义的，也符合经济的原则。它的使用价值表现在：n在城市人口密集区、特殊安静区等地使用，既可保护声环境，又可保持环境风貌，建成的试验路已受到当地民众的欢迎；第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制n可以取消声屏障，至少可以降低屏障高度，从而美化了环境，减少了造价；n可以降低行车道内的噪声，从而降低了车内噪声，增加了司乘人员的舒适性。u低噪声路面的材料构造低噪声路面的材料构造低噪声路面也分为沥青混凝土和水泥混凝土沥青混凝土和水泥混凝土两类，目前对沥青混凝土低噪声路面研究较多。1 1、多孔隙沥青路面、多孔隙沥
51、青路面n1)单层多孔隙沥青混合料面层路面n2)超厚多层多孔隙沥青混合料面层路面第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制u水泥混凝土低噪声路面水泥混凝土低噪声路面 其降噪方式归纳如下：其降噪方式归纳如下：n(1)路面应具有良好的干整度，不允许存在间距为数厘米的横向不平整度，以降低轮胎冲击(振动)噪声。n(2)以纵向条纹代替横向条纹。纵向条纹不但可降低轮胎的气泵效应，还可降低冲击噪声。如下页图3-32。n(3)表面用编织物处理，或用水刷洗。n(4)加气混凝土面层。n(5)粗糙面层。在新铺筑的水泥混凝土路面上(可不设封面层，但强度需足够)，用环氧树脂和砾石铺设面层。第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制第二节第二节 噪声的主观评价及噪声容许标准噪声的主观评价及噪声容许标准第五节道路交通噪声污染控制第五节道路交通噪声污染控制
