公路声屏障高度理论与实际设计初探.doc

1、1公路声屏障高度理论与实际设计初探摘要：本文通过分析现有声屏障的设计高度是否符合降噪的要求，进一步探究规划中提出的建筑对道路退让的距离是否利于声屏障设计，并提出声屏障高度优化设计的建议。 关键词：交通噪声；声屏障高度；建筑退让距离 Abstract： in this article， through analysis of the existing design of the noise barrier height whether accord with the requirement of noise reduction， further to explore the planning o

2、f buildings in a retreat on the road distance is conducive to the sound barrier design， and noise barrier highly optimized design proposal. Key words： traffic noise； Sound barrier height； Building concession 引言 随着车流量的增加，公路交通噪声污染对沿线居民正常生活、工作、学习、休息环境的干扰程度和范围也随之加剧和扩大。为有效控制交通噪声、加大公路环境保护力度，声屏障因其实用性和有效性在公

3、路噪声防治方面得到了广泛的应用。本文在已有道路条件下，根据环境噪声本底值和该地环境标准值，确定噪声设计目标和声屏障设计高度，在满足降噪要求的前提下，节约投资成本。 21.现状分析 从沈阳市交通噪声全年监测数据看，2012 年在监测的 48 条干线中，对于监测的干线长度达标率为 56.5%。交通噪声全市平均噪声等效声级为69.9dB，尽管符合国家标准（70dB）和城考限值（70dB） ，但仍有近 50%的干线道路没有达标1。如，沈阳南二环在建造声屏障之前昼间和夜间噪声等效级达到 79dB。搜集 2005 年检测数据分析得，同样的检测干线和监测点位，检测的干线长度达标率为 87.4%，全市交通噪声

4、平均等效声级仅为 68.4dB2。 2.声屏障的设计原理 控制噪声的方法可分为两种：一种为从声源出着手降低噪声；另一种为在传播途径中阻碍噪音的传播。本文采用第二种即声屏障的降噪方式。实际中声屏障是有限长的，声屏障无法完全阻碍声音的传播，声波遇到声屏障会发生反射、绕射和投射现象。 2.1 反射 声波遇到声屏障一部分被放射回来，当有双侧声屏障时会出现声波多次反射的情况。一部分反射的声波通过绕射仍旧会到达受声点，即使声屏障的材料有吸声特质，也无法吸收全部的反射波，因此降低声屏障的降噪效果。 2.2 绕射 声波会越过声屏障顶端传播并在声屏障后面形成声影区，绕射声的声量级小于直达声的声量级，声量级之差称

5、作声屏障绕射减噪量，并随着绕射角增大而增大。 32.3 透射 声波透射后到达受声点的声量小于直达声的声量，两者之差称为透射降低量。穿透声屏障的声能量与声屏障的面密度、入射角及声波的频率等因素有关。传声损失（隔声量）用来评价投射噪声的能力。透射降低量大说明声障有较大的插入损失，有更好的降噪效果。 3. 声屏障设计高度计算方法 一般判定公路车流量在 1000 辆/小时以上时，每辆车作为点声音连续分布在公路上，可视为不相干的线声源，并为了方便计算而简化成一条等效车型先线。公路交通噪声为非稳态不连续声源，声波频率范围在63 到 8000Hz，交通噪声能量集中在 500Hz，因此 500Hz 为交通噪声

6、的中心频率值。现设定研究对象为安装无限长声屏障的快速公路，对应的路面的宽度为 38m，考虑声屏障建造位置距离路肩越 0.5 米，所以两侧声屏障距离为 39m。对照法规城市环境噪声标准 （GB3096-2008） ，受声点在城市快速路两侧可归为 4a 类环境功能区，昼间和夜间环境噪声限值分别为 70dB 和 55dB3。图一为声屏障截面图。线 d 和线 AB 分别为上文提到的噪声透射路径和噪声顶端绕射路径。 图一 声屏障截面图（声程差示意图） 从声屏障声程差示意图中，声屏障高度为 h，设定声源与受声点直接距离为 l，声源与声屏障距离为 l1， 声屏障与受声点距离为 l-l1，声源到受声点的距离为

7、 d，受声点高度为 p。使用勾股定理，可得到 A 与 B 的长度。此处，声屏障和受声点之间的距离是由建筑后退红线距离得到的。4（1） 声程差 5 （当声波频率为 500Hz） （2） 5（3） 声屏障高度的计算公式中声程差是由菲涅尔数决定的，而菲涅尔数可以通过计算衰减量得到。衰减量的计算公式为 6（4） 此式中，L 为衰减量（dB） ，L0 为源强（A 声级） （dB） ， K 为 10（线声源） ，l 为受声点距离声源的距离（m） ，d 为声源长度（m） ，Lc 为受声点预期声级（dB） 。 算得衰减量后可从图二中得到对应的菲涅尔数 N，代入上式，可算得声屏障高度。 图二 衰减量与菲涅尔数的

8、关系 4. 现有声屏障高度和规划所得声屏障高度结果 4.1 现有道路声屏障设置高度分析 南二环沿途建筑与道路的距离从 15-100 米不等，声屏障的高度分别为 2.8m 和 3.5 米。一般的声屏障高度为 3-6 米7，高层且距离公路较近的建筑并不在声屏障的声影区内，且公路两侧的声屏障会对噪声进行反射，高层建筑受到反射后增强噪音的影响。 4.2 规划道路声屏障设置高度分析 以南二环快速路为研究对象，受声点现对于声源的高度为 4m，声屏障到受声点的距离即建筑退让道路红线距离为 30m，声源到声屏障距离为19.5m，根据上述声屏障参数，p=4m、l=49.5m、l1=30cm。首先计算衰减5量 L

9、。源强声级为 79dB，源强测试距离为 1 快速路车流量为 2500 辆/小时，所以视为线声源，K=10，源强测试距离为 40m。受声点预期声级55dB。 4.3 声屏障高度设定结论 根据图二可得，菲涅尔数为 30，因此声程差为 10.2m。代入式（3） ，得出声屏障高度为 4.89m。尽管此高度不符合实际要求，但根据式（3）得到的调整建筑物退让距离即可改变设计声屏障高度，从而符合实际需求。 参考文献： 12012 年度沈阳市道路交通噪声监测数据，沈阳市环境保护局http：/ 2湛美，高峰，冯晓宇，沈阳市环境噪声状况及防治措施.环境保护科学，2007，6：129-131 3HJ/T90-2004 声屏障声学设计和测量规范.北京：国家环境保护总局，2004