交通流理論與方法

1、第九章 交通影響模型 交通流理論與方法 目錄目錄 9.5 9.4 交通噪聲及其模型交通噪聲及其模型 振動(dòng)影響振動(dòng)影響 9.4.1 9.4.1 道路交通噪聲的特點(diǎn)道路交通噪聲的特點(diǎn) 9.4.2 9.4.2 噪聲的計(jì)量噪聲的計(jì)量 9.4.3 9.4.3 道路交通噪聲預(yù)測(cè)模型道路交通噪聲預(yù)測(cè)模型 點(diǎn)擊此添加文本 點(diǎn)擊此處添加文本 噪聲通常是指一切頻率混雜、呆板、凌亂，對(duì)人們生活、工作、學(xué) 習(xí)和健康有妨礙的聲音。道路交通噪聲是一種隨機(jī)變化的噪聲，除了與車(chē) 輛本身聲功率有關(guān)外，與道路結(jié)構(gòu)和交通狀態(tài)也有很大關(guān)系。 9.4.1 道路交通噪聲的特點(diǎn) 公路上車(chē)流連續(xù)，公路上車(chē)流連續(xù)， 速度快而且重車(chē)速度快而且重

2、車(chē) 比較多，因此噪比較多，因此噪 聲也比較大，相聲也比較大，相 應(yīng)的計(jì)算方法也應(yīng)的計(jì)算方法也 比較簡(jiǎn)單。比較簡(jiǎn)單。 城市道路車(chē)流不城市道路車(chē)流不 連續(xù)，受到交叉連續(xù)，受到交叉 口、道路條件等口、道路條件等 影響，速度相對(duì)影響，速度相對(duì) 比較慢且周?chē)ū容^慢且周?chē)?筑物較多，計(jì)算筑物較多，計(jì)算 比較復(fù)雜。比較復(fù)雜。 1、聲功率、聲強(qiáng)和聲壓 （1）聲源的聲功率W 聲功率是是聲源單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能，單位為瓦（w）或微 瓦（w），是聲源本身的性質(zhì)。 聲源的聲功率通常都很小400萬(wàn)人同時(shí)大聲說(shuō)話(huà)時(shí)的聲功率只相當(dāng) 于一只40W燈泡的電功率。 （2）聲強(qiáng)I 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于聲音傳播方向上單位面積

3、上通過(guò)的聲能量， 單位是w/m2。其定義式為： I=W/S 式中 W -點(diǎn)聲源輻射的聲功率 （3）聲壓P 介質(zhì)中的壓強(qiáng)相對(duì)于無(wú)聲波時(shí)壓強(qiáng)的改變量，聲壓的單位就是壓 強(qiáng)的單位帕（pa） 任一點(diǎn)的聲壓都是隨時(shí)間而不斷變化的，每一瞬間的聲壓稱(chēng)為瞬 時(shí)聲壓，某段時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)聲壓的平均值稱(chēng)為有效聲壓。 9.4.2 噪聲的計(jì)量 9.4.2 噪聲的計(jì)量 （4）聲壓與聲強(qiáng)的關(guān)系 I=P2/0C 式中 P -有效聲壓，pa; C -空氣中的聲速，m/s; 0 -空氣密度，kg/m。 2、聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)、聲功率級(jí) 能引起人耳聽(tīng)覺(jué)的聲強(qiáng)上下限相差一萬(wàn)億倍，聲壓的上下限相差也達(dá) 一百萬(wàn)倍。因此，若直接采用聲強(qiáng)和聲壓來(lái)計(jì)

4、量聲音，在計(jì)算上將非常麻 煩。因此通常用對(duì)數(shù)標(biāo)度方法來(lái)表示聲音的大小。 （1）聲強(qiáng)級(jí) 聲強(qiáng)級(jí)的定義，是某處的聲強(qiáng)和基準(zhǔn)聲強(qiáng)之比值的常用對(duì)數(shù)值乘以十， 稱(chēng)為該處的聲強(qiáng)級(jí)。 LL=10lg(I/I0) 式中 LL-聲強(qiáng)級(jí)，dB； I -聲場(chǎng)中某處的聲強(qiáng)，w/m2； I0 - 基準(zhǔn)聲強(qiáng)。 9.4.2 噪聲的計(jì)量 （2）聲壓級(jí) LP=20lg（p/p0) 式中 LP -聲壓級(jí)，dB； p -聲場(chǎng)中某處的聲壓； p0 -基準(zhǔn)聲壓。 （3）聲功率級(jí) Lw=10lg(w/w0) 式中 Lw -聲源的聲功率級(jí)，dB； w -聲源的聲功率，w； w0 -基準(zhǔn)聲功率。 3、噪聲的主觀(guān)評(píng)價(jià) （1）響度級(jí) 響度是人對(duì)

5、聲音強(qiáng)弱的主觀(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)，單位是方（Phon）。選取 1000Hz純音做基準(zhǔn)音，凡聽(tīng)起來(lái)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)就等于該純音的聲壓級(jí)值。 9.4.2 噪聲的計(jì)量 （2）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。為了使聲音的客觀(guān)物理量與人耳聽(tīng)覺(jué)的主觀(guān)感 受近似取得一致，在測(cè)量中對(duì)不同頻率的聲壓級(jí)，人為的給予適當(dāng)?shù)?增減這種修正方法稱(chēng)為頻率計(jì)權(quán)。實(shí)現(xiàn)頻率計(jì)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)， 通過(guò)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲級(jí)稱(chēng)為計(jì)權(quán)聲級(jí)。 （3）晝夜等效聲級(jí) 因噪音在夜間比晝間對(duì)人干擾更大，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，

6、記作Leq，單位為dB。 （4）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(lái)評(píng)價(jià)，用噪聲級(jí)出現(xiàn)的累計(jì)概率來(lái)表現(xiàn)這類(lèi)噪聲的大小，稱(chēng)為統(tǒng)計(jì) 聲級(jí)，記作LN ，單位為dB。 LN指測(cè)試時(shí)段內(nèi)，有N%時(shí)間的噪聲超過(guò)的聲級(jí)。用累加統(tǒng)計(jì)分 布值L10、L50、L90來(lái)表示。 9.4.2 噪聲的計(jì)量 （5）噪聲污染級(jí) 等效聲級(jí)是從能量平均的角度來(lái)評(píng)價(jià)噪聲。從噪聲對(duì)人的干擾來(lái) 講，起伏變化的噪聲比平紋的噪聲更大一些。噪聲污染及時(shí)綜合噪聲 的能量平均和起伏變化特性?xún)烧叩挠绊懚o出的評(píng)價(jià)量，記作LNP，單 位為dB,表達(dá)式如下： LNP=LAep+2.56 式中 LAep -測(cè)量時(shí)間內(nèi)的

7、等效聲級(jí)，dB； -標(biāo)準(zhǔn)偏差 ，dB。 9.4.3 道路交通噪聲預(yù)測(cè)模型 我國(guó)對(duì)道路交通噪聲環(huán)境影響的研究始于20世紀(jì)70年代末，在公路 交通噪聲預(yù)測(cè)中，常用的是美國(guó)聯(lián)邦公路局（FHWA）公布的噪聲預(yù)測(cè) 模型。 1、美國(guó)聯(lián)邦公路局公路交通噪聲預(yù)測(cè) ),( lg10)lg(10lg10 21100 TV N LL i i oieqt 式中 Leqi -第i類(lèi)車(chē)型車(chē)流在接收點(diǎn)的等效聲級(jí)，dB（A）； Loi -第i類(lèi)車(chē)輛在參照點(diǎn)的平均輻射聲級(jí)，dB（A）； Ni -對(duì)應(yīng)觀(guān)察時(shí)段T在觀(guān)察點(diǎn)處i類(lèi)車(chē)輛通過(guò)的數(shù)量，輛； T -觀(guān)察時(shí)段或計(jì)算等效聲級(jí)的時(shí)間段，h; 0 - 測(cè)試Loi 的參照距離，美國(guó)為1

8、5m,我國(guó)為7.5m； Vi -第i輛車(chē)的平均速度； - 行車(chē)道中心線(xiàn)至預(yù)測(cè)點(diǎn)的距離，m;（12） 9.4.3 道路交通噪聲預(yù)測(cè)模型 -地面覆蓋系數(shù)，取決于現(xiàn)場(chǎng)地面條件，硬地面（瀝青或水 泥地面)時(shí) =0 ，軟地面（松軟耕作土壤或有一定植被 覆蓋度的地表）時(shí) =0.5 ； （1， ，2）-代表有限路段的修正函數(shù)，其中12為觀(guān)測(cè) 點(diǎn)到有限路段兩端的張角，rad。 2、我國(guó)噪聲影響預(yù)測(cè)公式 (1) 第i類(lèi)車(chē)交通噪聲計(jì)算 13)lg(10)( , 路面縱坡距離 LLL Tu N LL ri i iwiAeq 式中: (LAeq)ii型車(chē)輛行駛于晝夜或夜間，預(yù)測(cè)點(diǎn)接收到的小時(shí)交 通噪聲值； Lw,i第

9、i型車(chē)輛的平均輻射聲級(jí)； Ni第i型車(chē)輛的晝夜或夜間的平均小時(shí)交通量； urii型車(chē)輛的平均行駛速度； 9.4.3 道路交通噪聲預(yù)測(cè)模型 T的預(yù)測(cè)時(shí)間，在此取1h； L距離第i型車(chē)輛行駛噪聲、晝間或夜間在距噪聲等效行車(chē) 線(xiàn)距離為r的預(yù)測(cè)點(diǎn)處的距離衰減量； L縱坡公路縱坡引起的交通噪聲修正量； L路面公路路面引起的交通噪聲修正值。 (2) 各類(lèi)車(chē)輛在預(yù)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的交通噪聲值 21 )(1 . 0)(1 . 0)(1 . 0 101010lg10)(LLL sAeqMAeqLAeq LLL Aeq 交 式中: (LAeq)L, (LAeq)M, (LAeq)S分別為大、中、小型車(chē)輛晝間或夜 間預(yù)測(cè)點(diǎn)

10、接收到的交通噪聲值； (LAeq)交預(yù)測(cè)點(diǎn)接收到的晝間或夜間的交通噪聲值； L1公路曲線(xiàn)或有限長(zhǎng)路段引起的交通噪聲修正值； L2公路與預(yù)測(cè)點(diǎn)間障礙物引起的交通噪聲修正值； 9.4.3 道路交通噪聲預(yù)測(cè)模型 (3) 環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)值 1010lg10)( )(1 . 0)(1 . 0 背交 預(yù) AeqAeq LL Aeq L 式中：(LAeq)預(yù)預(yù)測(cè)點(diǎn)晝間或夜間環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)值； (LAeq)背預(yù)測(cè)點(diǎn)預(yù)測(cè)時(shí)的環(huán)境噪聲背景值。 3. 預(yù)測(cè)模型的適用范圍 (1) 預(yù)測(cè)點(diǎn)在距噪聲等效行車(chē)線(xiàn)7.5m以遠(yuǎn)處。 (2) 車(chē)輛平均行駛速度在20100km/h之間。 (3) 預(yù)測(cè)精度為2.5dB。 9.5 振動(dòng)影響 當(dāng)汽車(chē)行駛于凹凸不平或有深車(chē)轍的路面上，汽車(chē)產(chǎn)生了上下、 左右或前后的顛簸、搖動(dòng)，這種不斷變換方向的沖擊力量作用車(chē)體 的各部，作用于車(chē)上的乘客，作用于路面，路面又將這巨大的外力 傳給路基，路基又傳給通路兩側(cè)的房屋設(shè)施，于是沿線(xiàn)一帶就產(chǎn)生 了不同程度的振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)超過(guò)某種限度就會(huì)對(duì)人的心理和生理上 產(chǎn)生某種有害的影響。 根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定