市政道路交通噪聲污染及防治

陳博 馮什 王暢

摘要：隨著城市的發(fā)展及人民生活水平的提高，汽車保有量急劇增加，隨之帶來的交通噪聲問題越來越嚴(yán)重。以成都市某快速路為例，分析了交通噪聲的來源及傳播特點，結(jié)合本項目特點有針對性地提出噪聲防治措施，盡量降低噪聲對周邊居民的干擾。

關(guān)鍵詞：市政道路； 噪聲污染； 瀝青混凝土路面； 隔音屏障

中圖分類號：U491.9+1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

本文研究的快速路為成都市重要的南北向交通主干道，道路為現(xiàn)狀道路，以“主六輔四”三塊板的形式構(gòu)成，主道設(shè)計時速為80 km/m，輔道設(shè)計時速為40 km/h。本道路周邊規(guī)劃地塊如圖1所示。道路自2012年建成通車后，隨著城市的不斷發(fā)展，道路車流量急劇增大，同時道路沿線地塊的開發(fā)也逐漸成熟，道路上車流量急劇增大，“相交道路二”交叉口位置逐漸形成了片區(qū)的交通擁堵點。同時隨著車流量增大所引發(fā)的噪聲污染也越來越嚴(yán)重，時刻影響著道路周邊居民的生活和身心健康。

該道路綜合提升擬在“相交道路二”交叉口處增設(shè)上跨橋一座，實現(xiàn)主線快速化功能，以解決片區(qū)交通擁堵的問題；同時結(jié)合成都市公園城市建設(shè)理念對道路斷面進(jìn)行了優(yōu)化，對道路周邊規(guī)劃綠帶也進(jìn)行了統(tǒng)一打造，道路現(xiàn)狀斷面及優(yōu)化后斷面如圖2所示。結(jié)合周邊住宅小區(qū)居民對降低道路運行噪聲的強烈訴求，借本次綜合提升項目為契機，在道路綜合提升過程中采取相應(yīng)的降噪措施以降低噪聲污染顯得尤為重要。

1城市道路交通噪聲污染現(xiàn)狀

市政道路噪聲產(chǎn)生的成因眾多，噪聲源主要為各種不同類型的機動車，根據(jù)噪聲產(chǎn)生的部位，噪聲主要由車輛輪胎噪聲和車輛的發(fā)動機噪聲兩部分構(gòu)成。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)顯示，當(dāng)車速小于50 km/h時，道路噪聲主要來源以車輛發(fā)動機為主，當(dāng)車速大于50 km/h時，道路噪聲以輪胎（路面）噪聲為主［1］。因此噪聲的大小與道路設(shè)計時速、交通量大小、道路路面結(jié)構(gòu)形式等因素關(guān)系非常密切。根據(jù)實測數(shù)據(jù)，本道路高峰期車流量約8 620 pcu/h，車流量趨于飽和。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研情況，本道路交通噪聲產(chǎn)生的原因主要有如下幾類。

1.1車輛輪胎噪聲

機動車輪胎噪聲主要是由于機動車在行駛過程中，輪胎與路面的相互摩擦、輪胎與空氣的相互作用以及輪胎的變形產(chǎn)生的，屬于高頻性的噪聲。輪胎噪聲與機動車車速關(guān)系密切，當(dāng)機動車時速超過50 km/h時，車速越高輪胎噪聲的能量級就越高，在機動車行駛噪聲中的占比就越大。本道路主道限速80 km/h，車輛輪胎噪聲尤為顯著。

1.2車輛動力噪聲

車輛動力噪聲主要是機動車動力系統(tǒng)輻射的噪聲，主要包括發(fā)動機工作聲音，發(fā)動機、傳動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)聲音、機動車進(jìn)排氣等空氣動力性噪聲等。車輛動力噪聲與發(fā)動機轉(zhuǎn)速有直接關(guān)系，車輛在起步、急加速或爬坡階段發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高，車輛的動力噪聲較大，勻速行駛時發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低，車輛的動力噪聲較小。本道路作為南北向的快速路，車輛運行速度較快，主道機動車產(chǎn)生的動力噪聲也較為顯著。

1.3喇叭噪聲

市政道路機動車?yán)仍肼暰哂信及l(fā)性特征，持續(xù)時間短但音量高，小型機動車的喇叭聲瞬間噪聲值可以超過70 dB，大型機動車的喇叭聲甚至?xí)^80 dB，機動車?yán)嚷晫Φ缆分苓吘用竦挠绊懸草^為顯著。一般情況下，市政道路車輛順暢時機動車?yán)嚷曒^少，由于堵車或部分駕駛員的不文明行車導(dǎo)致的汽車?yán)嚷曒^為常見。

2噪聲污染防治方案設(shè)計

通過分析道路噪聲產(chǎn)生的原因，本次道路綜合提升過程中，主要通過控制噪聲源、阻斷噪聲傳播途徑以及交通管制三個手段來解決城市道路交通噪聲污染問題。

2.1控制噪聲源

2.1.1采用降噪性能更佳的瀝青混土路面

目前，低噪聲的瀝青混凝土路面一般通過增大路面材料的孔隙率或改變路面紋理來吸收和反射噪聲，以達(dá)到降低噪聲的目的。通常情況下，低噪聲路面的降噪效果能達(dá)到3～6 dB。低噪聲路面通常分為瀝青混凝土和水泥混凝土兩大類，其中瀝青混凝土路面降噪效果優(yōu)于水泥混凝土路面。常用的瀝青道路面層材料主要有AC、SMA、PAC，AC也叫普通密級配瀝青混凝土，按瀝青混合料集料粒徑分類可分為細(xì)粒式、中粒式和粗粒式瀝青混凝土。SMA是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，是當(dāng)前常用的一種抗變形能力強，耐久性較好的瀝青面層混合料。PAC指用大孔隙的瀝青混合料鋪筑、具有良好排水性能、且具有抗滑、抗車轍及降噪的路面材料，設(shè)計孔隙率一般大于18%，具有較強的結(jié)構(gòu)排水能力。上述三種材料降噪性能由高到低排序為PAC>SMA>AC。

本次提升改造的道路主道設(shè)計時速為80 km/h，原道路采用的瀝青面層為SMA-13，為了進(jìn)一步降低道路運行噪聲，本次改造通過銑刨原瀝青面層后加鋪PAC-13排水瀝青面層，汽車輪胎噪聲比原路面降低了3～5dB。

2.1.2優(yōu)化橋梁設(shè)計

為增大結(jié)構(gòu)剛度，盡量減小橋梁跨徑，以提高結(jié)構(gòu)自振頻率，降低振幅，減少低頻噪聲強度，本次設(shè)計橋梁結(jié)合經(jīng)濟性考慮，標(biāo)準(zhǔn)跨徑設(shè)置為60 m，采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁這種剛度較大的上部結(jié)構(gòu)，同時橋梁在設(shè)計時考慮梁端在鋪裝層采用橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，避免設(shè)置明縫，減小輪胎碰撞噪聲。

2.1.3優(yōu)化管線檢查井布置

市政道路下建設(shè)了各種類型的市政管線，當(dāng)路面管線檢查井位于機動車行車軌跡線時，由于車輛碾壓及檢查井沉降、井蓋井座平整度不足、橡膠圈缺失等原因容易引起的輪胎碾壓碰撞噪音。因此本次綜合提升過程中，結(jié)合管線遷改進(jìn)一步優(yōu)化管線布置位置，新建的管線盡量布置于綠化帶或人行道、非機動車道下，若不可避免布置于車行道時，避開行車軌跡線進(jìn)行布置。同時結(jié)合GB 50014-2021《室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求，在不影響后期管線管養(yǎng)維護(hù)的前提下盡量增大檢查井間距，進(jìn)一步減少車行道上檢查井?dāng)?shù)量。

2.1.4檢查井降噪措施

本次道路綜合提升過程中，針對車行道井蓋防噪聲、防沉降提出了更為高標(biāo)準(zhǔn)的要求，實施后均嚴(yán)格按照相關(guān)施工驗收規(guī)范進(jìn)行。首先，車行道范圍的檢查井蓋均采用了“五防”井蓋，井蓋、井座均采用球墨鑄鐵材質(zhì)，井蓋上表面不得有拱度，且井蓋應(yīng)與路面保持齊平，做法如圖3所示。井蓋關(guān)閉后，井蓋與井座的高度差不得大于1.5 mm。其次，井座的制造應(yīng)當(dāng)確保井蓋與井座的適配性，應(yīng)通過對接觸表面機械加工，保證同型號井座可互換，通過在井座上增設(shè)橡膠墊圈以確保車輛碾壓時無振動、無噪音。最后位于車道下的檢查井井周100 cm范圍內(nèi)均采用5%水穩(wěn)碎石加強，自井底至調(diào)節(jié)環(huán)下，避免因檢查井沉降導(dǎo)致道路噪音。

2.2阻斷噪聲傳播途徑

2.2.1橋梁增設(shè)隔聲屏障

結(jié)合環(huán)評要求，本次跨線橋兩側(cè)設(shè)置半通透式曲臂聲屏障。隔音屏設(shè)計總高3.5 m，從下至上結(jié)構(gòu)組成形式為：下部1.217 m鋁合金壓槽針孔復(fù)合吸聲屏體+中部1.1 m 10 mm厚雙層亞克力通透隔聲屏體+上部1.217 m鋁合金壓槽針孔復(fù)合吸聲屏體，下部及上部吸隔聲屏體內(nèi)填充吸聲材料。通過增設(shè)隔音屏障，對1～6層的小區(qū)居民效果較佳。橋梁隔音屏障安裝示意如圖4所示。

2.2.2優(yōu)化植物布置

道路兩側(cè)綠化帶在美化環(huán)境、吸收有害氣體和改善城市生態(tài)環(huán)境的同時，還能夠有效地吸收和反射噪聲，是公認(rèn)的既經(jīng)濟又環(huán)保的降噪方法。本次道路綜合提升項目充分利用道路兩側(cè)規(guī)劃綠地，通過優(yōu)化植物結(jié)構(gòu)、增大綠化帶植物密度來最大限度的吸收和反射噪聲。

本次植物優(yōu)化過程中，通過采用喬木和灌木相結(jié)合“高、低”搭配的方式，喬木相對高大，其分支以下由灌木來填充，灌木由于比較低矮，其高度以上由喬木來實現(xiàn)，這樣喬灌木相互補充就可以使綠化帶有較好的降噪效果，同時還有較佳的層次感。

綠化帶的密度與綠化帶的降噪效果有很好的相關(guān)性。其中，能見度指的是一個距離指標(biāo)，是說某物體被人眼所看到時，物體到人所在觀察點的距離。綠化帶的能見度與其種植密度和枝葉茂密程度有直接的關(guān)系。綠化帶的能見度越低，其對噪聲的衰減效果越好。由于本道路兩側(cè)的綠帶寬度一定，因此考慮通過提高綠化帶的密度來提高綠化帶的降噪效果，將原有較為稀疏的喬木進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a充和點綴，既為城市添綠，又增強了吸聲的效果。

2.2.3交通管制

本道路作為片區(qū)交通主干道，建議后期主管部門進(jìn)一步加強交通管制措施。首先禁止大中型載貨汽車進(jìn)入主道，因為貨車動力性能較差，速度慢，進(jìn)入主道不僅影響其他小汽車的快速通行，而且由于道路設(shè)計了很多下穿隧道，載重汽車在隧道出口爬坡段發(fā)動機噪聲極其顯著；其次是限制大型載重汽車的通行時間段，如禁止大型載重汽車晚上時段在本道路通行等；最后嚴(yán)格禁止汽車鳴笛，并在對噪聲要求嚴(yán)格的特殊路段設(shè)置限速路段。

3結(jié)論

本次以成都市某快速路綜合提升項目為例，從噪聲產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，結(jié)合項目實際情況，從控制噪聲源、阻斷噪聲傳播途徑、交通管制三個方面開展了噪聲污染防治方案設(shè)計。目前項目建成后運行良好，取得了較佳的降噪效果，確保了道路沿線居民正常生活的聲環(huán)境質(zhì)量，對于建設(shè)以人為本的公園城市有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)

［1］張玉芬.道路交通環(huán)境工程［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［作者簡介］陳博（1986—），男，碩士，高級工程師，從事市政道路設(shè)計工作。