FHWA公路交通噪聲預(yù)測模型在廣清高速公路花都段的應(yīng)用研究

周銀芳

（上海達(dá)恩貝拉環(huán)境科技發(fā)展有限公司，上海 200127）

隨著城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，主體縱橫、網(wǎng)絡(luò)棋布的新型道路交通格局正在形成，城市道路交通噪聲污染日益嚴(yán)重。道路交通噪聲具有強(qiáng)度大、涉及面廣、影響范圍大的特點，已成為影響人口眾多的一類主要環(huán)境噪聲污染源，同時也是環(huán)境噪聲控制中的難點[1]。公路交通噪聲預(yù)測模型在公路的規(guī)劃設(shè)計、公路交通噪聲環(huán)境影響評價中起到重要的作用。1995年，國家環(huán)境保護(hù)總局頒布了第一版的《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 聲環(huán)境》（HJ/T 2.4—1995），并在其中引入了美國的FHWA公路交通噪聲預(yù)測模型，經(jīng)過數(shù)次改進(jìn)，該模型已日趨完善并在許多國家得到廣泛應(yīng)用[2-3]，目前國內(nèi)很多聲學(xué)界學(xué)者也圍繞FHWA模型進(jìn)行了很多相關(guān)研究[4-6]。

本文通過運用FHWA公路交通噪聲預(yù)測模型對廣東某高速公路靠近市區(qū)路段的交通噪聲進(jìn)行預(yù)測值和實測值的對比分析，為環(huán)評工作者評價其他同類項目提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 工程概況

廣東某高速全線位于廣州市，全長約65.3 km，雙向八車道，設(shè)計限速為120 km/h，目前已通車。因項目靠近市區(qū)，通車后接到大量噪聲投訴，為此，對靠近市區(qū)路段進(jìn)行了車速、車流量和噪聲值的實測統(tǒng)計，并通過采用模型預(yù)測對比，分析可補(bǔ)救的工程措施和管理措施。

2 計算模型驗證

本次研究采用FHWA公路交通噪聲預(yù)測模型，同時對該高速附近某小區(qū)敏感點的噪聲現(xiàn)狀進(jìn)行了監(jiān)測，同步進(jìn)行了車速和車流量的統(tǒng)計，故本次模型的計算結(jié)果以實測數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗證。

2.1 車流量的選擇

根據(jù)該項目于2008年完成的環(huán)境影響評價報告書，其環(huán)評期間采用FHWA模型對車流量預(yù)測數(shù)據(jù)如表1所示。由結(jié)果可知，路段1車流量預(yù)測值高于路段2。

表1 環(huán)評報告中車流量預(yù)測數(shù)據(jù) 輛/h

同時，我們對監(jiān)測路段車流量進(jìn)行了實測統(tǒng)計，對應(yīng)路段1段，所得數(shù)據(jù)見表2。

表2 2017年2月監(jiān)測小區(qū)路段車流量實測數(shù)據(jù) 輛/h

由環(huán)評時的預(yù)測數(shù)據(jù)與現(xiàn)階段實測數(shù)據(jù)對比可知，實測車流量與預(yù)測數(shù)據(jù)相比，車型比差別較大，夜間實測車流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)測車流量。保守起見，本次計算，兩個路段均采用實測的車流量數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證和預(yù)測。

2.2 速度的選擇

根據(jù)環(huán)評報告，本研究設(shè)計速度為100 km/h。中車、大車分別為設(shè)計速度的90%和80%計，夜間速度按晝間80%計。本次驗證計算采用速度如表3所示。

表3 計算模型的車速取值 km/h

2.3 計算結(jié)果

根據(jù)FHWA公路交通噪聲預(yù)測模型，結(jié)合該敏感點工程情況確定的各種參數(shù)，監(jiān)測小區(qū)的貢獻(xiàn)值如表4所示。

該工程由六車道擴(kuò)建到八車道后，經(jīng)預(yù)測，該敏感點的晝、夜噪聲分別由擴(kuò)建前62 dB（A）、55 dB（A）增加為 72 dB（A）、65 dB（A）左右，擴(kuò)建前后相差10分貝左右。考慮到該擴(kuò)建項目疊加背景值不受本項目交通噪聲影響，基本可忽略背景值的影響。因此表4中計算的貢獻(xiàn)值（70 dB（A）左右）認(rèn)為等于疊加背景值后的預(yù)測值。

表4 監(jiān)測小區(qū)噪聲貢獻(xiàn)值計算結(jié)果

對比監(jiān)測小區(qū)的監(jiān)測值和貢獻(xiàn)值可知，晝間計算值偏高 1.2 dB（A），夜間偏高 0.6 dB（A）?？紤]到實際行車速度與設(shè)計速度不同，夜間車速的降低等因素，本次模型的計算結(jié)果與實際較為符合。本次計算采用設(shè)計車速的數(shù)值進(jìn)行計算，因此預(yù)測結(jié)果可能偏高，可較為保守地對噪聲影響進(jìn)行估算。

3 滿足聲環(huán)境功能區(qū)劃的速度要求

本階段研究旨在計算，在現(xiàn)狀情況下僅改變行車速度，當(dāng)貢獻(xiàn)值滿足聲環(huán)境功能區(qū)劃要求時，可取的最大行車速度，主要通過模型逆向計算。

本次試算的5個敏感點均位于廣州段。根據(jù)其環(huán)評報告：“1.8環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)”章節(jié)，已劃分聲環(huán)境功能區(qū)的城市區(qū)域，其評價標(biāo)準(zhǔn)按《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096-2008）執(zhí)行；公路和匝道防護(hù)欄外縱深距離30 m以內(nèi)的區(qū)域執(zhí)行4類標(biāo)準(zhǔn)，30 m以外的區(qū)域執(zhí)行2類標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)回復(fù)函，本工程廣州路段評價范圍內(nèi)學(xué)校執(zhí)行2類標(biāo)準(zhǔn)，其余居民區(qū)、村莊敏感點均按公路和匝道防護(hù)欄外縱深距離30 m以內(nèi)的區(qū)域執(zhí)行4類標(biāo)準(zhǔn)，30 m以外的區(qū)域執(zhí)行2類標(biāo)準(zhǔn)。

故本次計算的5個敏感點均執(zhí)行2類標(biāo)準(zhǔn)。同樣，考慮到貢獻(xiàn)值計算是考慮擴(kuò)建后的車流量包含原車流量，對于預(yù)測值需要疊加無交通噪聲影響的背景值，而一般無交通噪聲情況下的背景值均在30～40 dB（A）左右，故與擴(kuò)建后貢獻(xiàn)值疊加后，基本可忽略背景值的影響。

表5 滿足聲環(huán)境功能區(qū)劃的速度要求

根據(jù)以上計算結(jié)果，要達(dá)到噪聲貢獻(xiàn)值滿足聲環(huán)境功能區(qū)劃要求的目的，那么反推高速的小車行車速度需不高于19 km/h，這個計算結(jié)果在高速公路的實施過程中不現(xiàn)實，因此需要在后續(xù)的建設(shè)過程中，必須實施噪聲減緩措施。

4 各車型按設(shè)計車速80%的降噪效果

本項目設(shè)計速度為100 km/h，當(dāng)按80%設(shè)計車速行駛時，即V=80 km/h，其噪聲影響效果見表6所示。降速后各車型晝夜速度取值見表7。

表6 按設(shè)計車速80%的降噪效果

表7 降速后各車型晝夜速度取值 km/h

由以上結(jié)果可知，當(dāng)按照設(shè)計速度的80%行駛時，5個敏感點均超標(biāo)，晝間超標(biāo)范圍為6.4～13.2 dB（A），夜間超標(biāo)范圍為 9.4～16.1 dB（A）。

當(dāng)設(shè)計速度降為80%時，該5個敏感點晝、夜的降噪量均在2.5～2.6 dB（A）左右。

5 不同車型不同設(shè)計車速下的降噪效果

考慮到路網(wǎng)規(guī)劃的不斷完善及不同車型的車輛行車速度的不確定性，在 V小=120 km/h、V中=90 km/h、V大=80 km/h，V夜=0.8×V晝的條件下，高速對敏感點的貢獻(xiàn)值如表8所示。不同設(shè)計車速下各車型晝夜速度取值見表9。與原設(shè)計速度（見表3）相比，僅對小車的晝夜行駛速度進(jìn)行了20%的提升，中車、大車速度不變。

由以上結(jié)果可知，當(dāng)大、中、小車分別按照不同設(shè)計速度行駛時，5個敏感點均超標(biāo)，晝間超標(biāo)范圍為 9.6～16.3dB（A），夜間超標(biāo)范圍為12.8～19.4dB（A）。

當(dāng)按照表9設(shè)定的車速行駛時，與設(shè)計速度相比，該5個敏感點晝、夜的噪聲增量在0.6～0.9 dB（A）左右，夜間增量略高于晝間。

表8 不同車型不同設(shè)計車速下的降噪效果

表9 不同設(shè)計車速下各車型晝夜速度取值 km/h

6 結(jié)論與建議

綜上所述，可得以下結(jié)論：

a）根據(jù)導(dǎo)則提供的FHWA公路交通噪聲預(yù)測模型對高速敏感點“監(jiān)測點位”的預(yù)測結(jié)果，與實際監(jiān)測值對比可知，晝間計算值偏高1.2 dB（A），夜間偏高0.6 dB（A）?？紤]到實際行車速度與設(shè)計速度不同，夜間車速的降低等因素，本次模型的計算結(jié)果與實際較為符合，可較為保守地對噪聲影響進(jìn)行估算。

b）本階段研究旨在計算，在現(xiàn)狀情況下僅改變行車速度，當(dāng)貢獻(xiàn)值滿足聲環(huán)境功能區(qū)劃要求時，可取的最大行車速度。根據(jù)以上計算結(jié)果，要達(dá)到噪聲貢獻(xiàn)值滿足聲環(huán)境功能區(qū)劃要求的目的，則高速的小車行車速度需不高于19 km/h。

c）由以上結(jié)果可知，當(dāng)按照設(shè)計速度的80%行駛時，5個敏感點均超標(biāo)，晝間超標(biāo)范圍為6.4～13.2 dB（A），夜間超標(biāo)范圍為 9.4～16.1 dB（A）。

當(dāng)設(shè)計速度降為80%時，該5個敏感點晝、夜的降噪量均在2.5～2.6 dB（A）左右。

d）由以上結(jié)果可知，當(dāng)大、中、小車分別按照不同設(shè)計速度行駛時，5個敏感點均超標(biāo)，晝間超標(biāo)范圍 為 9.6～16.3 dB（A），夜 間 超 標(biāo) 范 圍 為 12.8～19.4 dB（A）。

當(dāng)按照表9設(shè)定的車速行駛時，與設(shè)計速度相比，該5個敏感點晝、夜的噪聲增量在0.6～0.9 dB（A）左右，夜間增量略高于晝間。