高速公路交通噪声预测经验模式探讨(完成稿)

高速公路交通噪声经验预测模式探讨姚德飞（浙江省环境监测中心站 杭州 310012）摘要：通过对浙江省内各高速公路交通噪声实测数据的分析，总结和探讨较为简便的高速公路交通噪声经验预测模式，主要讨论车流量、受声点离公路距离和噪声等效声级的相关性，为高速公路交通噪声环境影响预测与评价提供参考。

关键词：交通噪声，等效声级，高速公路，预测模式defei yao （Zhejiang environmental monitoring center ，hangzhou 310012）Abstract ：According to the data analysis of highway traffic noise in Zhejiang Province ，the predictionmethod have been summarized and discussed in this paper. The main points is about the relativity of traffic flow, the point distance from the highway and the LAeq, which will provide a reference for the environmental impact assessment of highway noise prediction.Keywords ：traffic noise, LAeq, highway, prediction method引言当前，我省高速公路建设和运行中最为突出的问题就是交通噪声污染严重，因此，做好高速公路的交通噪声预测与评价，对指导高速公路建设，特别是对公路建设时设置合理的防护距离及采取相应的隔声降噪措施，有着重要的现实意义。

目前一般采用《环境影响评价技术导则－声环境》（HJ/T2.4-1995）推荐的美国联邦公路管理局（FHWA ）公路噪声预测模式，或采用交通部《公路建设项目环境影响评价规范（试行）》给出的模式，并通过计算机作模拟分析，也有采用一些专业软件，如德国的CadnaA(DATA)、美国的STAMINA 等进行预测评价。

原有的预测计算模式总体上都较为复杂、繁琐，而且由于国内的车况、路况与发达国家存在较大差异，采用国外的预测模式对我省高速公路交通噪声进行预测时，存在一定的误差。

本文通过对我省高速公路交通噪声大量实测数据进行比较、分析、拟合，总结得出一般高速公路车流量、距离与交通噪声等效声级的相关性，给出简便、通用的噪声等效声级计算经验公式。

1、经验拟合模式的确定1.1美国联邦公路管理局公路噪声预测模式美国联邦公路管理局公路噪声预测模式是计算1小时Leq 的模型，通过每小时的等效声级再预测昼间和夜间的等效声级，对照评价标准进行达标评价。

这个模型首先求出某一类车的小时等效声级，即：其中( L 0 )Ei 为参考能量平均辐射声级，其它各项依次为车流量修正、距离修正、有限路长修正和障碍物修正。

然后将大、中、小型车车流等效声级叠加求得混合车流的等效声级：Leq(T)=10lg[100.1Leq(h)大＋100.1Leq(h)中＋100.1Leq(h)小] (2) 1.2 经验拟合模式1.2.1 参考能量平均辐射声级与车流量修正参考能量平均辐射声级与车流量是有相关性的，根据FHWA 的预测模式，是先将车流量按照各车型分开考虑，每种车型采用不同的参考能量平均辐射声级进行预测，再进行具体车流量修正及其他修正后，进行叠加；但由于目前均是在混合车流情况下Leq(h)i= ( L 0 )Ei 10lg(D 0 /D)1+a +ΔS-30 N i πD 0+10lg( )+ S i T +10lg[ ] Φa (Ψ1, Ψ2) π (1)进行监测，无法获取不同车型情况下的参考能量平均辐射声级，因此，若采用这种方式进行经验拟合，较难获得数据支持。

为方便数据的获取，经验拟合应采取相对简便的方式，即直接对混合车流量和参考能量平均辐射声级的相关性进行拟合；由于各种车型辐射声级是不同的，因此在拟合前应对混合车流量进行折算，用折算后的车流量进行拟合。

车流量的折算按照《高速公路交通噪声监测技术规定（暂行）》进行，详见下表。

表1 车型分类和车流量折算1.2.2距离修正距离修正即总结高速公路交通噪声声级变化与距离的相关性，对于省内各高速公路的环保验收监测均进行了交通噪声距离衰减监测，并且均进行了相应的声级衰减回归，因此对声级的距离修正进行经验总结相对较为便利。

1.2.3有限路长修正和障碍物修正由于高速公路一般路段基本可按照无限长考虑，而有限路长修正仅对个别敏感点需要加以考虑，因此在经验拟合时不考虑该项修正。

浙江省高速公路两侧敏感点分布较为密集，因此，我们重点的评价对象是无遮挡的沿路第一排建筑，因此在经验拟合时同样不考虑声级的障碍物修正，但对于距离较远（80m以外）的敏感建筑，应适当考虑扣除声级的地面吸收附加量。

1.2.4 经验拟合模式根据以上分析，结合FHWA的预测模式和现有的监测数据，初步确定经验拟合模式为：Leq(T)=L0+K1lgN+K2lgD- ΔL (3)L0 ：混合车流量基础声级K1：混合车流量修正系数N：折算后的混合车流量K2：距离衰减系数D：受声点离公路路肩距离ΔL：地面吸收附加量其中L0为拟合公式中的常量，为方便表述定为该名。

2、等效声级与距离的相关性分析2.1 高速公路交通噪声距离衰减监测数据分析根据交通噪声影响特点及我省高速公路两侧敏感点分布实际情况，公路噪声影响评价的重点为公路两侧200m以内的区域。

通常在对高速公路进行环保竣工验收监测时，均进行交通噪声距离衰减监测，对每个距离点的实测等效声级[L (D)]和距离对数值（lgD）进行线性回归，用于敏感点噪声声级及噪声达标距离的测算；监测断面一般设置在平坦，空旷地段进行测量，测点分别在离公路路肩距离0.2 m、15m、30m、60m、120m处布设，同步进行监测，测量20分钟等效声级，同时记录车流量情况。

浙江省多条高速公路交通噪声距离衰减实测声级[L (D)]和距离对数值（lgD）线性回归结果详见表2，由于目前高速公路白天通行车辆与夜间有较大差异，因此，将白天、夜间的实测数据分开进行整理分析。

由表可见在公路两侧120m以内区域，交通噪声声级随距离衰减的相关性较好，相关系数R2分别为0.9211～0.9994，高速公路交通噪声衰减基本符合线声源的距离衰减模式。

表2 公路两侧声级与距离对数值的回归结果2.2 距离衰减系数的确定我省高速公路沿线敏感点分布较为集中的距离为10～100m之间，因此选用表2中15～120m回归结果，对距离衰减系数进行均值计算，得到：昼间的距离衰减系数K2d＝10.76；夜间的距离衰减系数K2n＝10.38。

3、等效声级与车流量相关性分析3.1 高速公路交通噪声路肩声级监测数据分析浙江省内各高速公路交通噪声路肩（0.2m处）声级监测数据及实时车流量数据范围见表3，与前面相对应，将白天、夜间的实测数据分开进行分析，对路肩等效声级和折算后的混合车流量对数（lgN）进行线性回归，回归结果见表4，声级与车流量有明显的相关性，相关系数R2分别为0.9078和0.9404。

由于线性回归时返回二个常量，其中一个为斜率（m），斜率即为初步拟定的经验拟合模式中的系数K1，另一为截距（b），为方便表述，在此命名为路肩处基础声级L (0.2)。

表3 高速公路交通噪声路肩声级监测数据及实时车流量数据表4 路肩声级与车流量回归结果3.2 混合车流量修正系数和混合车流量基础声级的确定根据上面的回归结果可以确定：昼间的混合车流量修正系数K1d＝9.39；夜间的混合车流量修正系数K1n＝9.26。

上面已经取得路肩处（0.2m）基础声级，因此再进行0.2m的距离修正即可得到混合车流量基础声级；由于离公路距离很近，在此距离衰减修正系数选用0.2～120m 的回归结果，即选用K2d＝6.89、K2n＝6.41，经距离修正后得：昼间的混合车流量基础声级L0d＝52.7；夜间的混合车流量基础声级L0n＝51.5。

4、地面吸收附加量的讨论4.1 实测数据分析根据不同路段公路两侧的实际地面情况、地表植被状况，所产生的声级地面吸收附加量是不完全相同的，根据我省高速公路沿线的情况，公路沿线以菜地及稻田居多，因此这里重点讨论菜地、稻田及相似地面情况的地面吸收附加量。

甬台温高速乐清段，监测断面地面类型为菜地，根据实测数据和该路段的声级衰减回归拟合结果，对实测声级、拟合测算声级与距离关系作图如图1所示(夜间结果与昼间基本相似，以昼间结果为例)。

由图1可以较明显的看出：拟合测算声级在80m以内与实测数据均较为接近，但80m以远距离，没有进行地面吸收附加量修正的测算声级随距离逐步出现偏差，测算声级比实测声级要略高。

4.2 地面吸收附加量经验值的确定全省各高速公路的实际监测数据表明，测算声级比实测声级在120m处高1.2～2.0dB。

根据相关资料及实测数据分析，在离公路路肩80m开始考虑地面吸收附加量修正比较合理，因此按照均值计算：地面吸收附加修正量ΔL m＝0.04 dB/m。

根据该值，再对实测声级、修正后拟合测算声级与距离关系作图如图2。

由图2可见：在对80m以远的拟合测算声级进行地面吸收附加量修正后，测算声级与实测声级的偏差就比较小了。

图1 实测声级、拟合测算声级与距离关系图2 实测声级、修正后拟合测算声级与距离关系5、经验公式测算结果校验为验证经验公式的测算结果准确性，随机选取了我省高速公路部分敏感点的噪声监测数据进行比对，为保证可比性，选取的敏感点均为路边第一排建筑，敏感点与公路间无遮挡物及隔声屏障；具体比对结果见表5。

表5 噪声实测数据与经验公式测算结果比对校验所选敏感点离路肩距离在10～120m范围内，折算后的混合车流量为32～6273辆/小时，测算值与实测值的偏差在-1.5～2.4dB，考虑部分偶然因素的影响，如外界干扰、实际车况对监测的影响等，测算值与实测值的偏差可小于2.0dB，其中78.7%的测算值与实测值的偏差≤1.0 dB，对于一般性的高速公路噪声预测评价已经足够准确了。

6、结论6.1 本文提出的高速公路交通噪声经验预测公式（3），可用于高速公路交通噪声的预测与评价，式中的参量取值见表6。

表6 经验预测公式各参量与取值6.2 该公式适用于高速公路沿线无遮挡第一排敏感点的交通噪声连续等效A声级[Leq(A)]的预测计算，即只要确定预测点离公路路肩的距离和公路行车流量，就能较为准确的测算出预测点的交通噪声声级。

6.3 当高速公路折算混合车流量为100～10000辆/小时，预测点在离高速公路路肩10～200m范围内时，根据测算数据与实测数据的校验，排除部分偶然因素对实测数据的影响，如外界干扰、实际车况等，该公式预测值与实测值的偏差可小于2.0dB。