第三章-道路交通噪聲與污染控制

第一節(jié)聲學(xué)的基本知識(shí)一、噪聲與噪聲源人們生活在充滿著各種聲音的世界里，生活離不開聲音。判斷一種聲育是否屬于噪聲，很大程度上取決于接受者的主觀因素。噪聲----凡是使人煩惱不安，對(duì)人體有害，人們所不需要的聲音統(tǒng)稱為噪聲。聲音來源于物體的振動(dòng)。通常把正在發(fā)出聲音的振動(dòng)物體稱為聲源，發(fā)出噪聲的振動(dòng)物體稱為噪聲源。二、噪聲在空氣中傳播聲源振動(dòng)輻射的聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，在某一時(shí)刻聲波到達(dá)的各點(diǎn)所形成的包跡面稱為波陣面。根據(jù)波陣面的形狀，可以將聲波分為平面波、球面波和柱面波。由點(diǎn)聲源輻射的聲波為球面波，如當(dāng)一輛汽車的尺度遠(yuǎn)小于其到觀察點(diǎn)的距離時(shí)，可視作點(diǎn)聲源。線聲源輻射的聲波為柱面波，如一列火車或公路上的車流，可看成線聲源。媒質(zhì)中有聲波傳播的區(qū)域叫做聲場(chǎng)，聲波傳播無邊界影響或邊界影響可以忽略的區(qū)域稱為自由聲場(chǎng)。聲波在媒體中傳播的速度稱為聲速，習(xí)慣用符號(hào)C表示，單位是m/s。聲速與聲源的性質(zhì)無關(guān)，而與媒質(zhì)的彈性、密度及溫度有關(guān)。在空氣中聲波的傳播速度為：式中：B—空氣的體積彈性模量，N/m2ρ—空氣的密度，kg/m3。在聲波傳播過程中，空氣中的壓強(qiáng)和密度發(fā)生迅速變化，該變化近似絕熱過程。根據(jù)理想氣體絕熱方程．聲速表達(dá)式(3-1)演化為：式中：γ—?dú)怏w的定壓比熱與定容比熱的比值，對(duì)于空氣(雙原子氣體)γ=1.40；R—晉適氣體常數(shù)，及＝8.3lJ／(mol·K)；T——空氣的絕對(duì)溫度，K；μ—空氣的摩爾質(zhì)量，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，μ=2.87x10-2kg/mol.

將上述各項(xiàng)常數(shù)代人式(3-2)，得空氣中聲速與溫度的關(guān)系如下式。由此，在常溫下(θ=15度)聲速C=340m/s。波聲傳播路徑上，兩相鄰?fù)辔毁|(zhì)點(diǎn)之間的距離稱為波長(zhǎng)，記作λ，單位為m。聲波傳播一個(gè)波長(zhǎng)所需的時(shí)間稱為周期，記作T，單位是秒(s)。周期的倒數(shù)稱為聲波的頻率，記作f，單位為Hz。聲速與波長(zhǎng)、頻率有如下關(guān)系：

C=fλ或C=λ/T(3-4)人耳能感覺到的聲波頻率(稱音頻)范圍在20-20000Hz之間，其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)范圍為17.0-0.017m之間。低于20Hz的聲波稱為次聲，高于20000Hz的稱為超聲，次聲和超聲不能使入耳產(chǎn)生聽覺。(二)噪聲在空氣中傳播噪聲在空氣中傳播時(shí)，由于聲波的作用，使空氣中質(zhì)點(diǎn)獲得聲能量。所以，聲波的傳播過程實(shí)質(zhì)上是聲源輻射聲能量的傳遞過程。噪聲的強(qiáng)度隨著傳播距離的增加而衰減，其原因，主要是聲能量隨聲波波陣面的擴(kuò)張而衰減，其次是空氣對(duì)聲能量的吸收及近地面?zhèn)鞑r(shí)的附加吸收衰減。氣象條件，如風(fēng)速、溫度、雨、霧等對(duì)噪聲傳播也有相當(dāng)大的影響。1．聲壓隨傳播距離的衰減噪聲在空氣中傳播時(shí)，由于波陣面隨傳播距離而擴(kuò)張，使聲壓(有效聲壓)相應(yīng)衰減。聲壓級(jí)的衰減量表示如下：2．空氣對(duì)聲波的吸收空氣對(duì)聲波的吸收由兩部分組成：一是由空氣的粘滯性、熱傳導(dǎo)及空氣分子轉(zhuǎn)動(dòng)弛豫等因素產(chǎn)生的聲能量損耗，稱為經(jīng)典吸收，一般可忽略不計(jì)；(從非平衡態(tài)逐漸恢復(fù)到平衡態(tài)的過程稱為弛豫過程)二是由空氣中氧分子和氮分子振動(dòng)馳豫產(chǎn)生的聲能量損耗，稱為分子吸收，分子吸收與空氣的溫度、濕度及聲波的頻率有關(guān)?？諝馕债a(chǎn)生的聲壓級(jí)衰減量可表示為α(r-r0)，α為空氣的聲壓級(jí)衰減系數(shù)，單位為dB/m。在噪聲按制中，當(dāng)聲波的頻率不太高(低于2000Hz)時(shí)，空氣吸收衰減可忽略不計(jì)。3．地面吸收的附加衰減地面吸收對(duì)噪聲的附加衰減量，取決于地表性質(zhì)、植被類型等。對(duì)于灌木叢和草地的衰減量可用下式：由于公路兩側(cè)的地表情況較復(fù)雜，對(duì)于公路交通噪聲，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式估算其地面吸收的附加衰減量：4．風(fēng)速和溫度梯度對(duì)噪聲傳播的影響聲波從聲速大的媒質(zhì)進(jìn)入聲速小的媒質(zhì)時(shí)，折射聲波的傳播方向?qū)⒖繑n法線，反之，折射聲波的傳播方向?qū)⒈畴x法線。

當(dāng)聲波順風(fēng)向傳播時(shí)，聲速應(yīng)疊加上風(fēng)速。由于地面對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的阻力，風(fēng)速隨著離地面高度增大，即聲速隨高度增大，從而使聲波傳播方向向下彎曲。當(dāng)聲波逆風(fēng)向傳播時(shí)，聲速應(yīng)減去風(fēng)速，即聲速隨高度減小，從而使聲波傳播方向向上彎曲(見圖3-1)。該現(xiàn)象就是聲波順風(fēng)往往比逆風(fēng)傳得更遠(yuǎn)的道理。由式(3-3)知，空氣中的聲速與溫度成正比。當(dāng)空氣溫度隨高度增大時(shí)(溫度梯度為正)，聲速亦隨高度增大，因而使聲波傳播方向向下彎曲(見圖3-2a)。例如，在晴天的夜間，地面由于熱輻射和熱傳導(dǎo)迅速冷卻，靠近地面的空氣溫度下降，而離地較高處仍保持較高的溫度，即所謂逆溫現(xiàn)象，這時(shí)地面上聲源輻射的噪聲就可以傳播得較遠(yuǎn)。相反，當(dāng)溫度隨高度減小時(shí)(溫度梯度為負(fù))，聲速傳播方向向上彎曲(見圖3-2b)，例如，在晴朗的白天，空氣溫度隨高度下降，地面上聲源輻射的噪聲就傳播得較近。三、聲波的繞射、反射、吸收和透射（一）聲波的繞射當(dāng)聲波遇有孔洞(或縫隙)的障板時(shí)，由于聲波的繞射特性，可以通過孔洞傳到障板的背后。如果孔洞的直徑(d)比入射聲波的波長(zhǎng)(A)小得多時(shí)(即d<<A)，小孔可近似看作一新波源，它的子波是以小孔為中心的球面波(見圖3-3)。在噪聲控制工程中，應(yīng)防止障板(如聲屏障)上有孔洞(或縫隙)，避免漏聲而造成“聲短路”現(xiàn)象。當(dāng)聲波遇一障板時(shí)，因聲波的繞射征障板邊緣處將改變其原來傳播方向而“繞“到障板的背后(見圖3-4)。如果障板的尺度比聲波的波長(zhǎng)大得多時(shí)，繞射的范圍有限，板后將產(chǎn)生明顯的聲影區(qū)，如果聲波的頻率很低，繞射范圍就將擴(kuò)大。聲影區(qū)是指由于障礙物或折射關(guān)系，聲波不能到達(dá)的區(qū)域。(二)聲波的反射當(dāng)聲波入射到墻、板等表面時(shí)，聲能的一部分將被反射。若單位時(shí)間內(nèi)的入射聲能為E0,反射聲能為Er，則墻、板的反射系數(shù)r定義為如果反射面的尺度比聲波波長(zhǎng)大得多時(shí)將產(chǎn)生鏡面反射。為使聲波擴(kuò)散反射，反射面需做成擴(kuò)散體形式，且擴(kuò)散體的尺寸應(yīng)與入射聲波的波長(zhǎng)相當(dāng)。聲波頻率越低，要求擴(kuò)散體的尺度越大，它們的關(guān)系可參照?qǐng)D3-5，按式(3-10)估算。(三)聲波的吸收和透射聲波入射到墻、板等構(gòu)件時(shí)，除一部分聲能被反射外，其余部分將透過構(gòu)件和被構(gòu)件材料吸收。根據(jù)能量守恒定律，單位時(shí)間的入射聲能E0、反射聲能Er、透射聲能Eτ和吸收聲能Eα。有如下關(guān)系(見圖3-6)：

從入射聲波和反射聲波所在的空間看，材料的吸聲系數(shù)α與反射系數(shù)r之間有如下關(guān)系：將反射系數(shù)r值小的材料稱為吸聲材料，把透射系數(shù)τ值小的材料稱為隔聲材料。在噪聲控制工程設(shè)計(jì)時(shí)，必須了解各種材料或構(gòu)件的吸聲、隔聲性能，從而合理選用材料。1．常用的吸聲材料常用的吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)及其吸聲特性列于表3-1，需說明的是，表3-1對(duì)于噪聲控制工程設(shè)計(jì)(如吸聲型聲屏障設(shè)計(jì))是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)參閱有關(guān)資料或手冊(cè)。2．構(gòu)件對(duì)空氣聲的隔絕由式(3-13)知，構(gòu)件的透射系數(shù)越小，構(gòu)件的隔聲性能越好。在工程中習(xí)慣用隔聲量來表示構(gòu)件的隔聲能力，用符號(hào)R表示，單位dB。隔聲量與透射系數(shù)有如下關(guān)系：1)單層勻質(zhì)密實(shí)墻體的隔聲量當(dāng)聲波垂直人射墻體時(shí)，墻體的隔聲量用R0表示，其計(jì)算式如下：當(dāng)聲波無規(guī)入射墻體時(shí)，其隔聲量比垂直入射時(shí)降低約5dB，即：由上式表明，墻體的單位面積質(zhì)量越大隔聲量也越大，質(zhì)量增加一倍隔聲量增加6dB，這一規(guī)律稱為“質(zhì)量定律”。上式還表明，聲波頻率增加一倍隔聲量也增加6dB，即高頻聲比低頻聲容易隔絕，頻率越低隔聲越困難。另外，如墻體上有孔洞或縫隙，隔聲量特大為降低。2)雙層墻的隔聲量為提高輕型墻體的隔聲量，經(jīng)濟(jì)的辦法是采用有空氣間層的雙層或多層墻。因空氣間層的“彈簧”作用，使雙層墻的隔聲量比相同質(zhì)量的單層墻增加了一個(gè)附加隔聲量。在雙層墻完全分開時(shí)的附加隔聲量見圖3-7。在實(shí)際工程小，兩層墻之間常合剛性連接物，這些連接物稱為“聲橋”，使附加隔聲量減小。在剛性連接物不多時(shí)其附加隔聲量如圖中虛線所示，如聲橋過多，特使空氣間層完全失去作用。如在空氣間層內(nèi)填充多孔吸聲材料，可使雙層墻的隔聲量明顯提高。設(shè)計(jì)雙層隔聲墻時(shí)，應(yīng)使其共振頻率f0<<100/(21/2)Hz，即保證對(duì)100Hz以上的聲音有足夠的隔聲量。共振(固有)頻率的計(jì)算式為：應(yīng)說明的是在工程設(shè)計(jì)時(shí)，構(gòu)件的實(shí)際隔聲量應(yīng)按設(shè)計(jì)要求在專用隔聲試驗(yàn)室作隔聲測(cè)試。關(guān)于測(cè)試方法及隔聲性能評(píng)價(jià)等請(qǐng)參閱有關(guān)資料。

四、噪聲的計(jì)量(一)聲功率、聲強(qiáng)和聲壓1．聲源的聲功率聲功率是聲源單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能，記作W，單位為瓦(w)或微瓦(μw)。聲源的聲功率與頻率有關(guān)，在計(jì)量時(shí)應(yīng)指明其頻率范圍。聲源輻射的聲功率一般與環(huán)境條件無關(guān)，純屬于聲源本身的一種特性。表3-2列出了幾種聲源的聲功率。一般人講話的聲功率是很弱的，提高嗓音講話(如講課)時(shí)約50-100μw。2．聲強(qiáng)

聲強(qiáng)是衡量聲場(chǎng)中聲音強(qiáng)弱的物理量。聲強(qiáng)是單位時(shí)間內(nèi)在垂直于聲波傳播方向的單位面積上通過的聲能量，記作I，單位是W/m2。其定義式為：自由聲場(chǎng)中，點(diǎn)聲源均勻地向四周輻射聲能(見圖3-8)，距聲源某處球面上的聲強(qiáng)為自由聲場(chǎng)中，線聲源均勻地向周圍輻射聲能(見圖3-9)，距聲源中心線某處圓柱面上的聲強(qiáng)為：3．聲壓聲壓是指介質(zhì)中的壓強(qiáng)相對(duì)于無聲波時(shí)壓強(qiáng)的改變量，記作P，單位為帕(Pa)。聲波傳播時(shí)，聲場(chǎng)中任一點(diǎn)的聲壓都是隨時(shí)間而不斷變化的，稱瞬時(shí)聲壓。實(shí)質(zhì)上人耳分辨不出聲壓的瞬時(shí)變化，因此，聲壓的實(shí)際效果是某段時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)聲壓的平均值，該平均值稱為有效聲壓。從能量分析有效聲壓是瞬時(shí)聲壓在一段時(shí)間內(nèi)的均方根值。實(shí)際應(yīng)用中如果沒有說明，聲壓一詞即指有效聲壓。4．聲強(qiáng)與聲壓的關(guān)系聲場(chǎng)中聲波(音)的強(qiáng)弱可用聲強(qiáng)來表示，也可用聲壓來衡量，因而聲強(qiáng)與聲壓有著密切的關(guān)系。在自由聲場(chǎng)中，某處的聲強(qiáng)與該處聲壓的平方成正比，與空氣的密度和聲速的乘積成反，即空氣的密度與聲速的乘積ρ0C稱為空氣的特性阻抗，20度時(shí)，其值為415N.S／m3。(二)聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)、聲功率級(jí)人耳剛能聽到聲音的界限叫聽閾，使人耳產(chǎn)生疼痛感覺的界限叫痛閾。對(duì)頻率為1000Hz的聲音，正常人耳的聽閾和痛閡聲壓分別為2x10-5Pa和20Pa，相應(yīng)的聲強(qiáng)為10-12w/m2和1w/m2。從聽閾到痛閾，聲壓相差一百萬倍，聲強(qiáng)相差一萬億倍。由此可見，用聲壓或聲強(qiáng)來度量聲音是很不方便的，而且人耳對(duì)聲音大小的感覺并不與聲壓或聲強(qiáng)值成正比，而近似地與它們的對(duì)數(shù)值成正比，所以通常用對(duì)數(shù)標(biāo)度方法來表示聲音的大小。1．聲強(qiáng)級(jí)某處的聲強(qiáng)和基準(zhǔn)聲強(qiáng)之比值的常用對(duì)數(shù)值乘以10，稱為該處的聲強(qiáng)級(jí)，即：2．聲壓級(jí)與上述相仿，某處聲壓級(jí)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為3.聲功率級(jí)同樣聲功率級(jí)的表達(dá)式為聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)、聲功率級(jí)與聲強(qiáng)、聲壓、聲功率是不同的概念。以分貝為單位的“級(jí)”只有相對(duì)比值的意義，是無量綱的量。4．聲壓級(jí)的疊加當(dāng)幾個(gè)不同聲源同時(shí)作用時(shí)，它們?cè)谀程幃a(chǎn)生的總聲壓并不是各個(gè)聲壓的代數(shù)和，應(yīng)按照能量法則進(jìn)行疊加。它們的總聲壓為：五、噪聲的頻譜對(duì)于噪聲控制，不僅需要知道噪聲聲壓級(jí)的大小，還必須了解噪聲的頻譜，只有首先降低或消除那些主要的頻率成分，才能有效地降低噪聲。噪聲的頻譜往往是連續(xù)的，測(cè)量其頻譜時(shí)不可能一個(gè)一個(gè)頻率的測(cè)，而是通過帶通濾波器測(cè)得相應(yīng)頻帶的聲級(jí)，將頻率為橫坐標(biāo)，聲級(jí)為縱坐標(biāo)作固，即可得被測(cè)噪聲的頻譜圖。噪聲測(cè)量中，常用的頻帶(或頻程)是1倍頻程或1/3倍頻程。倍頻程是對(duì)頻率作相對(duì)比較的單位，兩個(gè)頻率之間的相距頻程倍數(shù)n由下式?jīng)Q定：當(dāng)n＝1時(shí),f2=2f1，

f2與f1之間稱為1倍頻程(簡(jiǎn)稱倍頻程)。當(dāng)n＝1/3時(shí)，f2＝21/3f1，f2與f1之間稱為1/3倍頻程。1個(gè)倍頻程可分為3個(gè)1/3倍頻程。1倍頻程或1/3倍頻程通常用頻帶的中心頻率表示，頻帶的中心頻率f0是上下限頻率的幾何均值，即表3-4倍頻帶和1/3倍頻帶的劃分（Hz）在37頁(yè)上。第二節(jié)噪聲的主觀評(píng)價(jià)及噪聲容許標(biāo)準(zhǔn)噪聲對(duì)人產(chǎn)生的影響不但與聲壓、聲強(qiáng)等客觀物理量有關(guān)，而且與人的心理、生理等主觀因素有關(guān)，還與噪聲的頻率、起伏變化程度有關(guān)。要正確地反映噪聲對(duì)人的影響，應(yīng)把反映噪聲的客觀量與人的主觀因素聯(lián)系起來研究，這就是噪聲主觀評(píng)價(jià)的任務(wù)。一、人耳聽覺特性人耳對(duì)聲音有的聽起來較輕，有的聽起來則較響，這是人耳對(duì)聲音響度的判斷。響度是人耳鼓膜接受到入射聲后的主觀感覺量。經(jīng)研究表明，聲音的響度不但與其聲壓級(jí)大小有關(guān)，而且與其頻率的高低有著密切的聯(lián)系。如果兩個(gè)噪聲源具有相同的聲壓級(jí)，但頻率高低不同，給人的感受會(huì)有很大差異。中、高頻的聲音聽起來比低頻的響得多，即人耳對(duì)高頻聲敏感，對(duì)低頻聲遲鈍。聲壓級(jí)只能表示聲音在物理上的強(qiáng)弱，即客觀上的大小，并不能完全反映出人耳主觀感覺上的強(qiáng)弱。人耳的主觀聽覺與聲音的客觀物理量并非簡(jiǎn)單地呈線性關(guān)系。

二、噪聲的主觀評(píng)價(jià)（一）響度級(jí)為了既能顯示出聲臺(tái)在客觀上的大小，又能反映出聲音在主觀感覺上的強(qiáng)弱，仿照聲壓級(jí)的形式引出一個(gè)新的概念--響度級(jí)，單位是方(Phon)。選取1000Hz純音作基準(zhǔn)音，凡是聽起來和該基準(zhǔn)音一樣響的聲音，不論其聲壓級(jí)和頻率是多少，它的響度級(jí)(Phon值)就等于該純音的聲壓級(jí)值。例如，某噪聲的頻率為3000Hz，聲壓級(jí)為90dB，主觀感覺與1000Hz純音聲壓級(jí)100dB時(shí)一樣響，那么，該噪聲的響度級(jí)為100Phon。用響度級(jí)作為表示聲音大小的量，可以把聲壓級(jí)和人的主觀感覺聯(lián)系并統(tǒng)一起來。響度級(jí)是人們對(duì)噪聲主觀評(píng)價(jià)的一個(gè)基本量。利用與基準(zhǔn)純音相比較的方法，通過實(shí)驗(yàn)可以得到整個(gè)音頻范圍各個(gè)純音的響度級(jí)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于1961年推薦的純音等響曲線如圖3-10所示。在圖中任意一條曲線上的每一個(gè)點(diǎn)都代表一個(gè)純音，盡管同一條曲線上的每個(gè)純音的聲壓級(jí)和它的頻率都不相同，但是它們的響度級(jí)卻是相同的。(二)計(jì)權(quán)聲級(jí)在噪聲測(cè)量中，試圖用聲級(jí)計(jì)直接測(cè)定噪聲的“響度級(jí)”，但實(shí)際與響度級(jí)并非完全一致，因此，讀數(shù)稱為聲級(jí)，單位是dB。為了使聲音的客觀物理量與人耳聽覺的主觀感受近似取得一致，在測(cè)量?jī)x器中對(duì)不同頻率的聲壓級(jí)，人為地給予適當(dāng)?shù)脑鰷p，這種修正方法稱為頻率計(jì)權(quán)。實(shí)現(xiàn)頻率計(jì)權(quán)的電網(wǎng)絡(luò)稱為計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲級(jí)稱為計(jì)權(quán)聲級(jí)。計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)A、D、C、D的頻率響應(yīng)特性曲線的國(guó)際規(guī)定如圖3-11所示。A網(wǎng)絡(luò)曲線近似于響度級(jí)為40phon的等響曲線的倒置.B網(wǎng)絡(luò)曲線近似于響度級(jí)為70phon的等響曲線的倒置.C網(wǎng)絡(luò)曲線近似于100Phon的等響曲線的倒置。通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲級(jí)值分別為A計(jì)權(quán)聲級(jí)、B計(jì)權(quán)聲級(jí)和C計(jì)權(quán)聲級(jí)，簡(jiǎn)稱A聲級(jí)、B聲級(jí)和C聲級(jí)，其單位分別表示為dB(A)、dB(B)和dB(C)。如果不加頻率計(jì)權(quán)，即儀器對(duì)不同頻率的響應(yīng)是相同的，測(cè)得的聲級(jí)稱為線性聲級(jí)(或總聲級(jí))。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)A聲級(jí)與人耳的主觀反映非常接近，A聲級(jí)分貝數(shù)的大小與人們主觀上響度的感覺近乎一致。所以近年來，國(guó)際、國(guó)內(nèi)各種噪聲標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范多數(shù)采用A聲級(jí)作為評(píng)價(jià)量。習(xí)慣上，A聲級(jí)的單位可以記作dB，如果沒有注明時(shí)，單位dB即表示A聲組。A聲級(jí)通常用于穩(wěn)態(tài)噪聲(隨時(shí)間變化不大的噪聲)的評(píng)價(jià)量。對(duì)于隨時(shí)間起伏變化的非穩(wěn)態(tài)噪聲的評(píng)價(jià)量采用等效聲級(jí)、晝夜等效聲級(jí)、統(tǒng)計(jì)聲級(jí)、噪聲污染級(jí)等。

(三)等效聲級(jí)當(dāng)噪聲的A聲級(jí)隨時(shí)間起伏變化時(shí)，需用按能量法則算出的平均A聲級(jí)來評(píng)價(jià)該噪聲，稱為等效連續(xù)A聲級(jí)，簡(jiǎn)稱等效聲級(jí)，記為L(zhǎng)Aeq，單位為dB。按國(guó)家規(guī)行噪聲測(cè)量方法規(guī)定，對(duì)于隨時(shí)間起伏變化的噪聲(如交通噪聲)的等效聲級(jí)應(yīng)采用積分式聲級(jí)計(jì)直接測(cè)定。(四)晝夜等效聲級(jí)因噪聲在夜間比晝間對(duì)人于擾更大，為了考慮這種因素，提出了晝夜等效聲級(jí)作為評(píng)價(jià)量，記作Ldn，單位為dB。計(jì)算晝夜等效聲級(jí)時(shí)，規(guī)定將夜間測(cè)得的噪聲級(jí)加10dB，然后再計(jì)算一晝夜24h的等效聲級(jí)。其表達(dá)式為：(五)統(tǒng)計(jì)聲級(jí)當(dāng)噪聲隨時(shí)間起伏變化較大時(shí)(如道路交通噪聲)常用統(tǒng)計(jì)方法來評(píng)價(jià)。用噪聲級(jí)出現(xiàn)的累積概率來表示這類噪聲的大小，稱為統(tǒng)計(jì)聲級(jí)．又稱為累積分布聲級(jí)，記作LN，單位為dB。統(tǒng)計(jì)聲級(jí)Ln表示在測(cè)量時(shí)間內(nèi)，有N％時(shí)間的噪聲值超過的聲級(jí)。常用的指標(biāo)有L10、L50、L90，分別表示在測(cè)量時(shí)間內(nèi)有10％、50％、90％時(shí)間的聲級(jí)超過它的值。如L10＝80dB，表示有10％時(shí)間的噪聲級(jí)超過80dB，而90％時(shí)間的噪聲級(jí)低于80dB。在應(yīng)用中L10

代表噪聲的峰值，L50代表中值，L90代表背景噪聲級(jí)。(六)噪聲污染級(jí)等效聲級(jí)是從能量平均的角度來評(píng)價(jià)噪聲。從噪聲對(duì)人的干擾來講，起伏變化的噪聲比平穩(wěn)的噪聲要更大一些。噪聲污染級(jí)是綜合噪聲的能量平均和起伏變化特性兩者的影響而給出的評(píng)價(jià)量，記作LNP，單位為dB。它的表達(dá)式為：

三、噪聲的危害(一)噪聲引起聽力損傷人們長(zhǎng)期接觸強(qiáng)噪聲會(huì)引起聽力損傷，其損傷程度表現(xiàn)為以下幾種類型：1．聽覺疲勞在噪聲作用下，聽覺敏感性降低，表現(xiàn)為聽閾提高約10-15dB，但離開噪聲環(huán)境幾分鐘即可恢復(fù)，這種現(xiàn)象稱為聽覺適應(yīng)。當(dāng)聽閾提高15dB以上，離開噪聲環(huán)境很長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)，這種現(xiàn)象叫做聽覺疲勞，已屬于病理前期狀態(tài)。2．噪聲性耳聾根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織1964年的規(guī)定，500Hz、1000Hz、2000Hz三個(gè)頻率的平均(算術(shù)平均)聽力損失超過25dB稱為噪聲性耳聾。根據(jù)聽力損傷的程度，噪聲性耳聾可分為三類：①當(dāng)聽閾位移達(dá)25-40dB時(shí)為輕度耳聾，聽覺還未影響到語(yǔ)言區(qū)(500-2000Hz)，對(duì)交談?dòng)绊懖淮?；②?dāng)聽閾位移達(dá)到40-60dB時(shí)為中度耳聾，聽覺已影響到語(yǔ)言區(qū)，一般聲音的講話已經(jīng)聽不清楚；(3)當(dāng)聽聞位移達(dá)60-80dB時(shí)為重度耳聾，對(duì)低頻、中頻和高頻的聽覺能力均嚴(yán)重下降，即使面對(duì)面的大聲講話也聽不清楚。3.爆發(fā)性耳聾當(dāng)聲壓很大時(shí)(如爆炸、炮擊)，耳鼓膜內(nèi)外產(chǎn)生較大壓差，導(dǎo)致鼓膜破裂，雙耳完全失聰噪聲級(jí)超過130dB時(shí)，—定要戴耳塞，或把嘴張大，以防止鼓膜破裂。(二)噪聲對(duì)人體健康的影響1．對(duì)視覺的影響在噪聲作用下會(huì)引起視覺分析器官功能下降，視力清晰度及穩(wěn)定性下降。強(qiáng)烈噪聲會(huì)引起眼震顫及眩暈。2．對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響在噪聲長(zhǎng)期作用下會(huì)導(dǎo)致中樞神經(jīng)功能性障礙，表現(xiàn)為植物神經(jīng)衰弱癥候群(頭痛、頭暈、失眠、多汗、乏力、惡心、心悸、注意力不集中、記憶減退、驚慌、反應(yīng)遲緩)。對(duì)噪聲作用下的近萬名職工的調(diào)查表明，噪聲強(qiáng)度越大，神經(jīng)衰弱癥的陽(yáng)性率越高。3．對(duì)消化系統(tǒng)的影響強(qiáng)噪聲作用于中樞神經(jīng)，往往引起消化不良及食欲不振，從而導(dǎo)致腸胃病發(fā)病率增高。4．對(duì)心血管系統(tǒng)的影響噪聲會(huì)使交感神經(jīng)緊張，引起心跳過速、心律不齊、血壓升高等癥狀。據(jù)調(diào)查，在高噪聲環(huán)境下作業(yè)的人們，如鋼鐵工人和機(jī)械工人的心血管病發(fā)病率比在安靜環(huán)境下工作的要高。引起某種慢性機(jī)能性疾病的原因是多方面的。噪聲對(duì)引起上述疾病，其危害到什么程度，目前還沒有了解得很清楚。一般地講，噪聲級(jí)在90dB以下時(shí)，對(duì)人的生理機(jī)能影響不會(huì)很大。(三)噪聲對(duì)正常生活和工作的影響噪聲影響人的正常生活，妨礙休息和睡眠，使人感到煩躁，這種影響對(duì)老人、病人更加明顯。強(qiáng)噪聲不僅使作業(yè)者增加生理負(fù)擔(dān)和能量消耗，而且使作業(yè)者神經(jīng)緊張、心情煩躁、注意力不易集中、容易疲勞等，因而影響工作效率。噪聲分散人的注意力，影響工作的質(zhì)量，也容易引起工傷，據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，僅美國(guó)由于工業(yè)噪聲造成的低效率、缺勤、工傷事故和聽力損失賠償?shù)荣M(fèi)用，每年達(dá)40億美元。(四)噪聲對(duì)語(yǔ)言通訊的影響噪聲對(duì)人的語(yǔ)言信息具有掩蔽作用。由于語(yǔ)言的頻率范圍多數(shù)為500-2000Hz，所以500-2000Hz的噪聲對(duì)語(yǔ)言的干擾最大。通常普通談話聲(距唇部1m處)約在70dB以下，大聲談話可達(dá)85dB以上，當(dāng)噪聲級(jí)低于談話聲級(jí)時(shí)談話才能正常進(jìn)行。電話通訊對(duì)聲環(huán)境的要求更嚴(yán)，電話通訊的語(yǔ)音為60-70dB，在50dB的噪聲環(huán)境下通話清晰可辯，大于60dB時(shí)通話便受阻。(五)噪聲對(duì)儀器設(shè)備和建筑物的影響

特強(qiáng)噪聲會(huì)使儀器設(shè)備失效，甚至損壞。對(duì)于電子儀器，當(dāng)噪聲級(jí)超過130dB時(shí)，由于連接部位的振動(dòng)而松動(dòng)、抖動(dòng)或位移等原因，使儀器發(fā)生故障而失效。當(dāng)噪聲級(jí)超過150dB時(shí)，因強(qiáng)烈振動(dòng)而使一些電子元件失效或損壞。對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)(如火箭、航空器等)，在持強(qiáng)噪聲的頻率交變負(fù)載的反復(fù)作用下，使材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞，甚至斷裂，這種現(xiàn)象叫做聲疲勞。當(dāng)噪聲級(jí)超過140dB時(shí)，強(qiáng)烈的噪聲對(duì)輕型建筑物開始起破壞作用。當(dāng)超音速飛機(jī)作低空飛行時(shí)，建筑物在強(qiáng)烈的“轟聲”作用下臺(tái)使門窗損壞，路面開裂，屋頂掀起，煙囪例塌。此外，建筑物附近有強(qiáng)烈的噪聲(振動(dòng))源時(shí)，如振動(dòng)篩、空氣錘、振動(dòng)式壓路機(jī)等，也會(huì)使建筑物受損。

所謂噪聲防治并不是完全消除噪聲，完全消除噪聲沒有必要，也是不可能的。噪聲控制就是要用最經(jīng)濟(jì)的方法把噪聲限制在某種合理的范圍內(nèi)，各種環(huán)境條件下的噪聲適宜范圍便是噪聲標(biāo)準(zhǔn)。所謂噪聲標(biāo)準(zhǔn)就是規(guī)定噪聲級(jí)不宜或不得超過的限制值(即最大容許值)。在這樣的條件下，噪聲對(duì)人仍存在有害影響，只是不會(huì)產(chǎn)生明顯的不良后果。1980年1月起我國(guó)實(shí)施《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每天工作8h容許的等效聲級(jí)，對(duì)于現(xiàn)有企業(yè)不得超過90dB，對(duì)于新建企業(yè)不宜超過85dB。工作時(shí)間每減少一半，容許噪聲級(jí)提高3dB，但最高不得超過115dB。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定見表3-5，表中噪聲容許值與1971年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織建議的容許標(biāo)推基本一致。(二)城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)于1993年重新頒布了《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-93)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定見表3-6。ISO標(biāo)準(zhǔn)中建議采用A聲級(jí)35-45dB作為區(qū)域環(huán)境噪聲的基本標(biāo)準(zhǔn)，將區(qū)域劃分為六種類型，每類區(qū)域間修正值相差5dB。(三)民用建筑噪聲標(biāo)準(zhǔn)1998年11月我國(guó)頒布了《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ118-88)。規(guī)范中規(guī)定了住宅、學(xué)校、醫(yī)院及旅館等民用建筑室內(nèi)容許噪聲標(biāo)準(zhǔn)(見表3—7)。該標(biāo)推的噪聲值采用A聲級(jí)，對(duì)于非穩(wěn)態(tài)噪聲可采用等效聲級(jí)。

(四)機(jī)動(dòng)車輛噪聲標(biāo)準(zhǔn)1979年我國(guó)頒布的《機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB1496-79)控制，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定見表3-8。國(guó)際上各國(guó)都有一系列噪聲標(biāo)準(zhǔn)，有國(guó)標(biāo)、部標(biāo)及地方標(biāo)準(zhǔn)等，需要時(shí)可參閱有關(guān)資料。第三節(jié)車輛噪聲一、車輛噪聲的構(gòu)成機(jī)動(dòng)車輛在道路上行駛輻射的噪聲(簡(jiǎn)稱行駛噪聲)，主要由動(dòng)力噪聲和輪胎噪聲兩部分構(gòu)成。

(一)動(dòng)力噪聲車輛動(dòng)力噪聲(又稱驅(qū)動(dòng)噪聲)主要指動(dòng)力系統(tǒng)輻射的噪聲。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是主要噪聲源，包括進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、冷卻風(fēng)扇噪聲、燃燒噪聲及傳動(dòng)機(jī)械噪聲等。動(dòng)力噪聲的強(qiáng)度主要取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，與車速有直接關(guān)系，噪聲強(qiáng)度隨車速增大而增強(qiáng)。此外，車輛爬坡時(shí)，隨著路面縱波加大動(dòng)力噪聲也增大。(二)輪胎噪聲輪胎噪聲是指輪胎與路面的接觸噪聲，又稱輪胎--路面噪聲。它由輪胎直接輻射的噪聲和由輪胎激振車體振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲構(gòu)成。輪胎直接輻射的噪聲，按其機(jī)理主要包括輪胎表面花紋噪聲(空氣泵噪聲)和輪體振動(dòng)噪聲，還有在急轉(zhuǎn)彎和緊急制動(dòng)時(shí)與路面作用下產(chǎn)生自激振動(dòng)噪聲等。輪胎噪聲的大小與輪胎花紋構(gòu)造、路面特性(材料構(gòu)造、路面紋理)及車速有關(guān)，且主要取決于車速，其強(qiáng)度隨車速的增大而增大。二、車輛噪聲的測(cè)量單個(gè)車輛在周圍無阻擋的道路上行駛時(shí)，可視為半自由聲場(chǎng)中的點(diǎn)聲源，不考慮地面吸收時(shí)在距車輛r處的噪聲級(jí)為：由于車輛在行駛狀態(tài)下的聲功率級(jí)難以測(cè)量，通常直接測(cè)量車輛噪聲級(jí)。(一)行駛噪聲測(cè)量車輛行駛噪聲的測(cè)量方法基本按我國(guó)1979年頒布的《機(jī)動(dòng)車輛噪聲測(cè)量方法》(GB1496-79)進(jìn)行。測(cè)量場(chǎng)地布置如圖3-12所示，兩側(cè)測(cè)點(diǎn)處聲級(jí)計(jì)的傳聲器距行車線7.5m，距地面1.2m。車輛以某一速度勻速駛過測(cè)量區(qū)，車輛駛過測(cè)點(diǎn)時(shí)兩側(cè)聲級(jí)計(jì)記錄下噪聲級(jí)(A計(jì)權(quán)聲級(jí))及頻譜。每個(gè)車速下往返各測(cè)一次，然后計(jì)算每一車速下的平均噪聲級(jí)。(二)輪胎噪聲測(cè)量國(guó)際上輪胎噪聲測(cè)量方法有實(shí)驗(yàn)室(輪胎試驗(yàn)臺(tái))法、拖拉法和滑行法三種，目前，我國(guó)前兩種測(cè)量方法不具備條件?；蟹ǖ臏y(cè)量場(chǎng)地布置及要求與上述行駛噪聲測(cè)量相同。測(cè)量時(shí)，將車輛加速至某一車速駛?cè)霚y(cè)量區(qū)后立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，車輛在慣性作用下滑行通過測(cè)點(diǎn)時(shí)兩側(cè)聲級(jí)計(jì)記錄下噪聲級(jí)和頻譜，同時(shí)測(cè)量車速。三、車輛噪聲的強(qiáng)度

通常將道路的車輛分為大、中、小三類，大型車指大型客車和重型貨車，中型車指中型客車和中型卡車，小型車指小客車和輕型貨車。(一)行駛噪聲強(qiáng)度及影響因素1．行駛噪聲強(qiáng)度經(jīng)測(cè)量，在距行車線7.5m(參照點(diǎn))處的平均噪聲級(jí)與車速(v)之間有如下關(guān)系式：根據(jù)以上關(guān)系式繪制的車輛噪聲級(jí)與車速的關(guān)系圖見圖3-13。圖3-14為美國(guó)FHWA關(guān)于公路交通噪聲預(yù)測(cè)模式中介紹的噪聲級(jí)與車速關(guān)系圖。由式(3-38)、式(3-40)及式(3-41)，將參照距離7.5m換至15m，按點(diǎn)聲源計(jì)算的噪聲級(jí)與美國(guó)FHWA介紹的各類車輛的噪聲級(jí)(L0)基本一致。2.行駛噪聲強(qiáng)度的影響因素1)載重量根據(jù)測(cè)量和資料介紹，載重量對(duì)汽油車的噪目聲影響不大，使中型卡車的噪聲級(jí)稍有增加，大型卡車載重時(shí)的噪聲級(jí)比空車時(shí)增加約3dB。

2)路面材料測(cè)試結(jié)果表明：小型車在剛性路面上的噪聲級(jí)比相同車速下的柔性路面上大約3dB，原因是小型車在剛性路面上的輪胎噪聲比柔性路面上要大得多(見表3-11)；中型車和大型車在剛、柔兩種路面上的行駛噪聲級(jí)基本相同，在相同車速下剛性路面上的噪聲級(jí)比柔性路面上的高出1dB左右。3)路面粗糙度路面粗糙度對(duì)小型車的行駛噪聲有明顯影響，這主要是由輪胎噪聲引起的行駛噪聲級(jí)需按表3-9進(jìn)行修正。4)路面平整度測(cè)試結(jié)果表明，路面平整度對(duì)車輛行駛噪聲強(qiáng)度基本無影響。但路面嚴(yán)重破損或砂石路面，會(huì)因車體振動(dòng)而使噪聲強(qiáng)度增加。

5)路面縱坡路面縱被對(duì)小型車的行駛噪聲無明顯影響。載重卡車因上坡時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，增大了動(dòng)力噪聲，使行駛噪聲明顯增強(qiáng)，其修正值見表3-10。(二)輪胎噪聲強(qiáng)度1．小型車測(cè)量結(jié)果表明，路面樹料對(duì)小型車的輪胎噪聲影響很大。在剛性路面上，其強(qiáng)度隨車速增大而迅速增加(見表3-11)，當(dāng)車速大于80km/h時(shí)，行駛噪聲中輪胎噪聲占主導(dǎo)地位。在柔性路面上，行駛噪聲中輪胎噪聲也略高于動(dòng)力噪聲。經(jīng)測(cè)量，在距行車線7.5m處，輪胎噪聲級(jí)與車速(v)的關(guān)系式如下：2.中型車據(jù)測(cè)量，中型車的輪胎噪聲與路面材料關(guān)系不大，且在任何車速下其輪胎噪聲級(jí)與動(dòng)力噪聲級(jí)十分相近。距行車線7.5m處的輪胎噪聲強(qiáng)度可用下式估算：3．大型車據(jù)測(cè)量，路面材料對(duì)大型車的輪胎噪聲影響不明顯，行駛噪聲中動(dòng)力噪聲級(jí)略大于輪胎噪聲級(jí)，但載重量會(huì)增加輪胎噪聲列。距行車線7.5m處的輪胎噪聲級(jí)可用下式估算：

四、車輛噪聲的頻率由噪聲頻譜分析結(jié)果，大、中、小三種車型的噪聲頻率范圍見表3-12。由表可見，小型車的噪聲以中高頻聲為主，中型、大型車的噪聲以小低頻聲為主。另外，水泥混凝土路面上的噪聲頻率比瀝青路面上的高，由于人耳的聽覺特性，這便是聽覺上感到水泥混凝土路面上的噪聲大于瀝青路面上的主要原因。第四節(jié)道路交通噪聲預(yù)測(cè)一、公路交通噪聲預(yù)測(cè)(一)交通車流模型當(dāng)行車道上的車流量足夠大時(shí)，公路上的車流可視作等間距排列的不連續(xù)的線聲源(見圖3-15)，每輛車為無指向性的點(diǎn)聲源。(二)交通噪聲預(yù)測(cè)模式為應(yīng)用計(jì)算方便，以下涉及的物理量均采用公路工程中的單位，如長(zhǎng)度用km，車速用km/h，時(shí)間用h，車流量用veh/h。1．單個(gè)車輛的等效聲級(jí)如圖3-16，一車輛自左向右駛過參照點(diǎn)P0，并繼續(xù)向右行駛，計(jì)算其在P0處的等效聲級(jí)。行車道上的單個(gè)車輛為半自由聲場(chǎng)的點(diǎn)聲源，在P0處的聲強(qiáng)為：在自由聲場(chǎng)中，由式(3-21)及式(3-46)，經(jīng)推導(dǎo)得P0處的聲壓級(jí)為：將式（3-37）帶入上式，得：式中L0為在參照點(diǎn)處測(cè)得車輛的平均輻射噪聲級(jí)。參照點(diǎn)P0處的等效聲級(jí)計(jì)算如下式(3-49)為單個(gè)車輛在參照點(diǎn)P0處的等效聲級(jí)計(jì)算式，式中T為計(jì)算時(shí)間。2．一種車型車流的等效聲級(jí)假設(shè)同種車型以相同的車速勻速行駛，則一種車型的車流在參照點(diǎn)P0處的等效聲級(jí)為:3.公路交通噪聲預(yù)測(cè)模式式(3-50)為第i種車流在參照點(diǎn)P0處的等效聲級(jí)計(jì)算式。按線聲源模型，同時(shí)考慮噪聲傳播途中的地面吸收和障礙物的附加衰減量，距行車線r處的等效聲級(jí)計(jì)算式為：行車道上實(shí)際車流為大、中、小三種車型的組合車流，因此，公路交通噪聲的等效聲級(jí)為種車型車流的等效聲級(jí)的疊加。即：(三)交通噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算正確應(yīng)用預(yù)測(cè)模式和模式中各參數(shù)的取值，是保證預(yù)測(cè)正確的關(guān)鍵。1．等效行車道高速公路或一級(jí)公路，一般設(shè)有雙向四車道，有的為雙向六車道。噪聲預(yù)測(cè)時(shí)采用的是等效行車道，即認(rèn)為公路上的車輛集中在等效行車道上形成車流。等效行車道的中心線稱等效行車線，接受點(diǎn)至等效行車線的距離為距最近行車道中心線的距離r1與距最遠(yuǎn)行車道中心線的距離r2的幾何均值(見圖3-17)。即：2．聲源及接受點(diǎn)高度聲源高度是指距路面的高度。因車輛行駛噪聲由動(dòng)力噪聲和輪胎噪聲構(gòu)成，各類車輛的聲源高度為：小型車0.2-0.5m；中型車0.7-1.0m；大型車約1.5m。噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算三種車流的等效聲級(jí)時(shí)，應(yīng)采用其對(duì)應(yīng)的聲源高度。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，也可采用三種車型的平均高度，一般取1.0m。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，接受點(diǎn)設(shè)在建筑物窗前1m處，距地面1.2m。樓房二層及以上各層的接受點(diǎn)高度與窗臺(tái)相平。3．有限長(zhǎng)路段的修正當(dāng)?shù)缆吩诮邮茳c(diǎn)兩端的長(zhǎng)度大于4倍接受點(diǎn)至行車線的距離時(shí)，應(yīng)用預(yù)測(cè)模式計(jì)算的噪聲級(jí)可不作路段長(zhǎng)度修正。否則，應(yīng)進(jìn)行路段長(zhǎng)度修正，接受點(diǎn)的噪聲級(jí)為：4．障礙物的附加衰減量1)聲障的附加衰減量路塹、高路堤和路側(cè)的山丘、土崗等是吸聲傳播送中的聲障(聲屏障)，會(huì)對(duì)噪聲產(chǎn)生附加衰減。關(guān)于聲障噪聲衰減員的計(jì)算將在本章第五節(jié)的道路聲屏障設(shè)計(jì)部分討論。2)農(nóng)村房屋的附加衰減量一般農(nóng)村民房比較分散，它們對(duì)噪聲的附加衰減量估算見表3-14。在噪聲預(yù)測(cè)時(shí)，接受點(diǎn)設(shè)在第一排房屋的宙前，隨后建筑的環(huán)境噪聲級(jí)可按表3-14進(jìn)行估算。3)林帶的附加衰減量林帶對(duì)噪聲的衰減員因樹林品種、種植方式、稠密度及季節(jié)等變化而差別很大。通常樹林的平均衰減量用下式估算：二、城市道路交通噪聲預(yù)測(cè)對(duì)于城市現(xiàn)有道路的交通噪聲采用實(shí)測(cè)更為實(shí)用可靠。對(duì)于新建和改、擴(kuò)建道路可采取類比調(diào)查放測(cè)或模式計(jì)算預(yù)測(cè)。下面介紹城市道路交通噪聲的預(yù)測(cè)模式。

(一)城市街道聲場(chǎng)城市交通干道(主要街道)車輛輻射的噪聲被路面及兩側(cè)建筑物等界而的反射、吸收，使街道形成了非封閉的混響聲場(chǎng)(見圖3-19)。聲場(chǎng)中任一點(diǎn)的噪聲有汽車輻射直接到達(dá)的噪聲(稱直達(dá)聲)和經(jīng)界面反射到達(dá)的噪聲(稱混響聲)，因此聲場(chǎng)中的聲能量有直達(dá)聲能量(ID)和混響聲能量(IR)兩部分構(gòu)成。即：(二)城市街道交通噪聲預(yù)測(cè)模式目前我國(guó)城市交通量急劇增長(zhǎng)，車速迅速下降，且車型的構(gòu)成也發(fā)生了很大變化。大中城市的交通量中，小型客車占70％以上，摩托車占20％左右，而大、中型車比例很小。1.直達(dá)聲的等效聲級(jí)1)車流的聲功率級(jí)據(jù)實(shí)測(cè)，當(dāng)車輛在中、低檔車速時(shí)，輻射的聲功率級(jí)與車速有如下關(guān)系：由式(3-58)可以看出，如把小型車輻射的聲功率級(jí)作為基數(shù)，在相同車速下，其余車型輻射的聲功率級(jí)為：1中型相當(dāng)于2.5小型。1大型相當(dāng)于5.2小型。1摩托車相當(dāng)于0.6小型。由此．街道上混合車流輻射的平均聲功率級(jí)可按下式計(jì)算：2)直達(dá)聲等效聲級(jí)計(jì)算式假定街道上的車流為不連續(xù)的線聲源(通常是滿足的)，車流輻射直達(dá)聲的等效聲級(jí)計(jì)算式為：2．混響聲等效聲級(jí)計(jì)算式街道內(nèi)混響聲級(jí)的大小與車流的聲功率、街道寬度及界面對(duì)聲波的吸收性能等有關(guān)。由于街道對(duì)聲波的吸收系數(shù)很難確定(甚至無法確定)，因此，混響聲的等效聲級(jí)采用下式估算：3．城市街道交通噪聲預(yù)測(cè)模式距等效行車線r處的等效聲級(jí)，是該處直達(dá)聲的等效聲級(jí)與街道混響聲級(jí)的疊加。即(三)城市街道交通噪聲的垂向分布

1998年12月對(duì)西安市西五路(陜西省證券交易所附近路段)的交通噪聲在垂直方向進(jìn)行了同步測(cè)量，測(cè)量結(jié)果列于表3-15。由表可見，該街道的交通噪聲級(jí)2層至5層比底層要高。一般城市街道交通噪聲在3-6層(以層高3m計(jì))的噪聲級(jí)大于其他層次，但由于兩側(cè)建筑的高度及界面狀況等不同，最大噪聲級(jí)的層次有所不同。第五節(jié)道路交通噪聲污染控制一、噪聲控制的原則與步驟(一)噪聲控制的原則噪聲自聲源至接受者的過程是聲源輻射-傳播途徑-接受者。由此，噪聲控制的原則應(yīng)是首先降低聲源噪聲輻射，其次控制傳播途徑，最后接受者防護(hù)。

1．降低聲源噪聲輻射道路交通噪聲主要由車輛動(dòng)力噪聲和輪胎噪聲構(gòu)成。2．控制噪聲傳播途徑控制噪聲傳播途徑，是目前降低道路交通噪聲的主要方式。

(1)控制路線距學(xué)校、醫(yī)院、村莊及城鎮(zhèn)居民區(qū)等環(huán)境敏感點(diǎn)的距離，這是最有效的，也是最經(jīng)濟(jì)的噪聲防治措施。

(2)在噪聲傳播途中設(shè)置聲障使其產(chǎn)生衰減。

3．接受者防護(hù)對(duì)于道路交通噪聲，采用接受者個(gè)人防護(hù)措施是不可行的，但可對(duì)接受者生活、工作的地點(diǎn)，如學(xué)校教室、醫(yī)院病房和居民住宅等建筑物實(shí)施隔聲降噪措施。這是被動(dòng)的措施，在農(nóng)村地區(qū)實(shí)施較困難，耗資也較大。(二)噪聲控制的步驟噪聲控制，一般應(yīng)按下列步驟制定噪審的控制方案：(1)調(diào)查吸聲源現(xiàn)狀，測(cè)定噪聲級(jí)。(2)確定噪聲標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)使用要求與噪聲現(xiàn)狀，確定可能達(dá)到的噪審標(biāo)準(zhǔn)及所需降低的噪聲級(jí)。(3)選擇控制措施方案。通過必要的設(shè)計(jì)與計(jì)算(有時(shí)需進(jìn)行實(shí)驗(yàn))，同時(shí)考慮其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的可行性，確定控制方案。根據(jù)實(shí)際情況，可以是一種措施，也可以是多種措施的結(jié)合。噪聲控制的一般程序見圖3-20。二、道路交通噪聲控制措施(一)噪聲控制法規(guī)

《中華人民共和國(guó)環(huán)境噪聲污染防治條例》是實(shí)施噪聲控制的保障與依據(jù)，據(jù)此，我國(guó)頒布了一系列噪聲標(biāo)準(zhǔn)和噪聲控制的規(guī)定等，如對(duì)車輛噪聲實(shí)行年檢和車輛出廠檢驗(yàn)。(二)規(guī)劃降噪合理的道路規(guī)劃和區(qū)域規(guī)劃，對(duì)噪聲控制具有戰(zhàn)略意義。為了控制交通噪聲，道路規(guī)劃和區(qū)域規(guī)劃時(shí)應(yīng)考慮以下問題：(1)交通干線應(yīng)避免穿越城市區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的中心區(qū)。盡可能避讓學(xué)校、醫(yī)院、城鎮(zhèn)居民住宅區(qū)和規(guī)模較大的農(nóng)村村莊等環(huán)境敏感點(diǎn)。

(2)城市道路兩側(cè)應(yīng)布置商業(yè)、工貿(mào)、辦公等建筑，以起聲障作用。如果道路為南北向時(shí)，將住宅等敏感性建筑的端面(山墻)朝街(見圖3-21)，以減小噪聲干擾、(3)交通干道與學(xué)校、住宅、醫(yī)院之間設(shè)綠地或其他非敏感性建筑。道路選線除應(yīng)保證行車安全、舒適、快捷、建沒工程量小等原則外，還應(yīng)根據(jù)環(huán)境噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)控制路線距外境敏感點(diǎn)的距離，最大限度地避免道路交通噪聲擾民。2．合理利用障礙物列噪聲傳播的附加衰減噪聲傳播途中遇到聲障，會(huì)對(duì)聲波反射、吸收和繞射而產(chǎn)生附加衰減。(1)利用土丘、山崗降低噪聲。路線布設(shè)時(shí)，盡可能利蝴地貌地物作聲障。如圖3-22將路線布設(shè)在土丘外側(cè)，使村舍處于聲影區(qū)。(2)利用路塹邊坡降低噪聲。圖3-23為路塹邊坡對(duì)噪聲傳播的聲障作用路段，采用路塹形式能起到噪聲防治效果。(3)利用構(gòu)筑物或建筑鉚降低噪聲。構(gòu)筑物如土墻、圍墻，沿街的商務(wù)建筑和其他不怕噪聲干擾的建筑(如倉(cāng)庫(kù)等)能起到很好的降噪聲作用。另外，由于學(xué)校的聲環(huán)境質(zhì)量比村莊居住區(qū)的要求高，當(dāng)路線布設(shè)在村舍一側(cè)，能滿足居住區(qū)的環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，亦保護(hù)了學(xué)校的聲環(huán)境質(zhì)量(見圖3-24)。(4)利用林帶降低噪聲。道路路線布設(shè)應(yīng)盡量利用原有林帶的環(huán)保作用，還應(yīng)加強(qiáng)迫路周圍綠化，改善環(huán)境質(zhì)量。

(5)改善城市道路設(shè)施，使快、慢車和行人各行其道．不僅改善了行車條件，而且使道路交通躁聲有所降低。表3-16列舉了北京市若干條道路設(shè)施改善后的效果。三、道路聲屏障設(shè)計(jì)

(一)聲屏障噪聲衰減量計(jì)算1．無限長(zhǎng)聲屏障噪聲衰減量計(jì)算接受點(diǎn)在聲屏障建造前后噪聲級(jí)的差值稱為聲屏障的躁聲附加衰減量長(zhǎng)時(shí)，當(dāng)聲屏障為無限長(zhǎng)時(shí)，其噪聲衰減量計(jì)算如下(見圖3-25)：經(jīng)測(cè)量，我國(guó)公路交通噪聲的等效頻率為500Hz，由式(3-64)及N值與噪聲衰減量關(guān)系圖(該圖這里不再列出，請(qǐng)參閱有關(guān)資料)，制作了圖3-26，圖3-26可直接由聲程差查得聲屏障的噪聲衰減量。需提醒，目前我國(guó)有些資料直接引用美國(guó)的聲程差(9)一噪聲衰減量(此)曲線圖，該田僅適用于噪聲頻率550Hz(美國(guó)道路交通噪聲的等效頻率采用550Hz)。2.有限長(zhǎng)聲屏障噪聲衰減量計(jì)算在實(shí)際中建造無限長(zhǎng)聲屏障是沒有必要的，但有限長(zhǎng)聲屏障，由于屏障兩端有“漏聲’’現(xiàn)象(見圖3-27)，它的噪聲衰減量比同樣高度的無限長(zhǎng)聲屏障要小。有限長(zhǎng)聲屏障的噪聲衰減量可由式(3-65)估算，或由圖3-28查得。(二)聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)1．設(shè)計(jì)噪聲衰減量接受點(diǎn)處的道路交通噪聲級(jí)(實(shí)測(cè)值或預(yù)測(cè)值)與期望環(huán)境噪聲級(jí)之差，稱為聲屏障的設(shè)計(jì)噪聲衰減量。接受點(diǎn)處的期望環(huán)境噪聲級(jí)應(yīng)根據(jù)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)容許值和背景值來確定，當(dāng)背景值(無道路時(shí)的環(huán)境噪聲級(jí))大于標(biāo)準(zhǔn)限級(jí)時(shí)，取背景值為期望環(huán)境噪聲級(jí)，如2類標(biāo)準(zhǔn)夜間的噪聲限值為50dB，測(cè)得環(huán)境噪聲背景值為52dB，期望環(huán)境噪聲級(jí)應(yīng)取52dB，而不是50dB相反，當(dāng)背景值小于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，期望環(huán)境噪聲級(jí)取標(biāo)準(zhǔn)容許值。2．聲屏障的位置式(3-64)表明，聲屏障越接近聲源(或接受點(diǎn))，其噪聲衰減量越大。通常將聲屏障建于靠近道路側(cè)，為了行車安全和道路景觀，聲屏障中心線距路肩邊緣應(yīng)不小于2.0m。美國(guó)規(guī)定，聲屏障距行車道邊的最小距離(包括路肩)約9.0m。3．設(shè)計(jì)接受點(diǎn)聲屏障設(shè)計(jì)接受點(diǎn)應(yīng)設(shè)在建筑群中受噪聲襲擊最大，或限聲敏感性最大的建筑處。設(shè)計(jì)時(shí)，視具體情況而定。4．聲屏障的高度當(dāng)聲屏障的位置確定后，它與接受點(diǎn)、聲源(等效行車線)三者之間的相對(duì)距離及高差便確定。根據(jù)確定的設(shè)計(jì)噪聲衰減量，由圖3-26查得聲程差，再由圖3-25及式(3-64)計(jì)算得無限長(zhǎng)聲屏障的高度。設(shè)計(jì)時(shí)在滿足噪聲衰減量的前提下，應(yīng)努力使屏障的高度經(jīng)濟(jì)合理。為了降低聲屏障的風(fēng)荷載，屏障的高度不宜超過5m。如需超過5m時(shí)可將屏障的上部作成折形或弧形，將端部伸向道路，以使更接近聲源。5．聲屏障的長(zhǎng)度聲屏障的長(zhǎng)度應(yīng)大于其保護(hù)對(duì)象沿道路方向的長(zhǎng)度。由于有限長(zhǎng)聲屏障的噪聲衰減量比無限長(zhǎng)時(shí)要小，因此，設(shè)計(jì)時(shí)通過圖3-28或式(3-65)計(jì)算，同時(shí)根據(jù)保護(hù)對(duì)象的性質(zhì)、規(guī)模和聲屏障的造價(jià)等，綜合確定聲屏障的長(zhǎng)度。(三)聲屏障構(gòu)造設(shè)計(jì)1．聲屏障的隔聲量建造聲屏障的材料及構(gòu)造形式較多，不論何種材料構(gòu)造，其隔聲量必須滿足基本要求。傳至屏障背后接收點(diǎn)的噪聲，有繞過屏障和透過屏障的兩部分聲能。屏障噪聲實(shí)際衰減量為：2．聲屏障的構(gòu)造設(shè)汁聲屏障的材料構(gòu)造直接影響其技術(shù)性能、造價(jià)及壽命等，是聲屏障設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。聲屏障的材料構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理、高強(qiáng)度、施工簡(jiǎn)便、美觀、耐久、防火等性能。聲屏障的構(gòu)造因材料不同而各異，歸納起來可分為砌塊類型、板體類型和生物類型等三類。1)砌塊類則用預(yù)制砌塊砌筑成的聲屏障稱為砌塊類屏障。砌塊的材料種類較多，常用的有粘土磚類、水泥混凝土類、陶粒混凝土類及爐渣等輕質(zhì)混凝土砌塊類。砌塊的形狀可根據(jù)聲屏障的形體需要制作(見圖3-29)。它的優(yōu)點(diǎn)是施工方便，造價(jià)較低，具有高強(qiáng)度、耐火、耐腐蝕等性能。2)板休類型聲屏障的壁體用板型材料建造的稱為板體類屏障(見圖3-30)。常用的板材存混凝土板、金屬板、木板和高強(qiáng)塑料板等。用輕質(zhì)板材時(shí)，為提高其隔聲星應(yīng)采用復(fù)合板材。板體類型的戶屏障施工簡(jiǎn)單，但造價(jià)較昂貴，常用于城市高架道路或市郊公路。3)生物類型近年來，聲屏障的材料構(gòu)造趨向自然生態(tài)類型。例如：采用混凝土槽砌筑屏障壁體，在槽內(nèi)填土綠化種植；在路側(cè)堆筑土堤，在土堤表面綠化種植，當(dāng)土堤較高時(shí)在土堤外設(shè)砌塊護(hù)面或分層梯狀砌筑，在砌塊間綠化種植等，以形成生物墻(見圖3。31)。生物類型聲屏障的優(yōu)點(diǎn)是聲學(xué)性能好，能與周圍環(huán)境較好的融合，不影響環(huán)境景觀，當(dāng)?shù)孛癖妼?duì)它們有認(rèn)同感。(四)聲屏障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)聲屏障的荷載以風(fēng)載和自重為主，必要時(shí)考慮冰雪載及側(cè)向土壓力等。結(jié)構(gòu)形式上屆懸臂結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。為了安全，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮防撞擊的措施。關(guān)于聲屏障荷載的取值及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的汁算等，請(qǐng)參閱相關(guān)的規(guī)范及資料。

四、低噪聲路面20世紀(jì)80年代起歐洲的比利時(shí)、荷蘭、德國(guó)、法國(guó)和奧地利等國(guó)，開始研究并采用低躁聲路面。由于低噪聲路面與其他降噪措施(如聲屏障)相比，具有經(jīng)濟(jì)合理、保持環(huán)境原有風(fēng)貌、降噪效果好和行車安全等優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛展開應(yīng)用研究。1993年歐洲共同體要求其所有路橋公司能修筑“凈化”路面，掌握鋪筑低噪聲路面的技術(shù)，在法國(guó)Toussieu修建了一個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)地，匯集了許多公路和噪聲測(cè)試方面的專家，對(duì)低噪聲路面技術(shù)作全面深入研究。我國(guó)一些高等學(xué)校，如原西安公路交通大學(xué)于1993年至1996年，對(duì)低噪聲路面的機(jī)理、面層材料構(gòu)造、瀝青改性及添加劑等作了較為系統(tǒng)的研究。(一)低噪聲路面的機(jī)理及其效益1．輪胎噪聲的物理現(xiàn)象輪胎與路面接觸噪聲的大小不僅與輪胎本身(如表面花紋)有關(guān)，更主要的取決于路面的表面特性。概括起來，輪胎噪聲的物理現(xiàn)象有下列三方面：(1)沖擊(振動(dòng))噪聲。該噪聲主要由路面的不平整度、車轍、橫向刻槽等引起輪胎振動(dòng)(甚至連帶車身振動(dòng))而輻射噪聲。該噪聲的頻率較低。

(2)氣泵噪聲。輪胎在路面上滾動(dòng)時(shí)，表面花紋槽中的空氣被壓縮后迅速膨脹釋放而發(fā)出吸聲，噪聲產(chǎn)生的過程類似于空氣泵壓縮--膨脹發(fā)出爆破聲的現(xiàn)象。氣泵噪聲的強(qiáng)度隨車速的增加而增加，且以高頻聲為主．在輪胎噪聲中占主要地位。(3)附著噪聲。是出輪胎橡膠在