道路交通噪聲與污染控制

1、第一節(jié)第一節(jié) 聲學的基本知識聲學的基本知識第二節(jié)第二節(jié) 噪聲振動的危害噪聲振動的危害第三節(jié)第三節(jié) 車輛噪聲車輛噪聲第四節(jié)第四節(jié) 道路噪聲預測道路噪聲預測第五節(jié)第五節(jié) 道路交通噪聲振動污染控制道路交通噪聲振動污染控制第一節(jié)第一節(jié) 聲學的基本知識聲學的基本知識噪聲的概念噪聲的概念噪聲源噪聲源環(huán)境噪聲環(huán)境噪聲 凡是使人煩躁不安，對人體有害，人凡是使人煩躁不安，對人體有害，人們所不需要的聲音統(tǒng)稱為噪聲。們所不需要的聲音統(tǒng)稱為噪聲。 正在發(fā)出聲音的振動物體稱為聲源，正在發(fā)出聲音的振動物體稱為聲源，發(fā)出噪聲的振動物體稱為噪聲源。發(fā)出噪聲的振動物體稱為噪聲源。環(huán)境噪聲是戶外各種噪聲的總稱。按照聲環(huán)境噪聲是戶

2、外各種噪聲的總稱。按照聲源類別可將環(huán)境噪聲分為：交通噪聲、工源類別可將環(huán)境噪聲分為：交通噪聲、工業(yè)噪聲、施工噪聲、生活噪聲及其他噪聲業(yè)噪聲、施工噪聲、生活噪聲及其他噪聲5 5種。種。幾種聲源的聲功率幾種聲源的聲功率（一）計量聲音的物理量（一）計量聲音的物理量1 1 聲功率聲功率聲源在單位時間內(nèi)輻射的總聲能量稱為聲功率。聲源在單位時間內(nèi)輻射的總聲能量稱為聲功率。 聲功率通常用聲功率通常用W W表示，單位為瓦（表示，單位為瓦（W W），），只與只與聲源本身有關(guān)。聲源本身有關(guān)。聲源聲源噴氣飛機噴氣飛機氣錘氣錘汽車汽車鋼琴鋼琴女高音女高音對話對話聲功率聲功率10KW1KW0.1KW2mW1000-72

3、00uW20uWAWI/2 2 聲強聲強 聲場中，在垂直聲波傳播方向上，單位時間聲場中，在垂直聲波傳播方向上，單位時間內(nèi)通過單位面積的聲能稱為聲強。內(nèi)通過單位面積的聲能稱為聲強。 聲強通常用聲強通常用I I表示，單位為瓦表示，單位為瓦/ /米米2 2（W/mW/m2 2），），某點處的聲強與距聲源的距離有關(guān)。某點處的聲強與距聲源的距離有關(guān)。公式公式24rA ：點聲源點聲源rA 2：線線聲聲源源3 3 聲壓聲壓 某一瞬間介質(zhì)中的壓強相對于無聲波時壓強某一瞬間介質(zhì)中的壓強相對于無聲波時壓強的改變量稱為聲壓。的改變量稱為聲壓。 聲壓通常用聲壓通常用P P表示，單位為帕（表示，單位為帕（PaPa）。）

4、。CPI02 /4 4 聲強與聲壓的關(guān)系聲強與聲壓的關(guān)系 在自由聲場中，某處的聲強與該處聲壓的平在自由聲場中，某處的聲強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比。方成正比，與空氣的密度和聲速的乘積成反比。公式公式2N/mP，有效聲壓有效聲壓式中式中m/sC，空氣中聲速空氣中聲速30Kg/m，空氣密度空氣密度（二）計量振動的物理量（二）計量振動的物理量1 1 速度速度2 2 加速度加速度3 3 位移位移yva2振動的圓頻率振動的圓頻率 對于道路交通振動，其振動頻率（對于道路交通振動，其振動頻率（f）由車輛的固）由車輛的固有頻率和路面凹凸不平產(chǎn)生的綜合作用，其中由路面的有頻率和路面凹

5、凸不平產(chǎn)生的綜合作用，其中由路面的凹凸不平產(chǎn)生的振動占主要地位。凹凸不平產(chǎn)生的振動占主要地位。（三）聲級（三）聲級1 1 分貝數(shù)分貝數(shù) 分貝是表示兩個量分貝是表示兩個量Q Q和和Q Q0 0（參考量）相對關(guān)系（參考量）相對關(guān)系的單位，用的單位，用dBdB來表示。其定義式為：來表示。其定義式為：)/lg(010QQLQ公式公式聲功率級聲功率級)/lg(010WWLW聲源發(fā)出的聲功率；聲源發(fā)出的聲功率；W；，參考聲功率參考聲功率- -W10120WW0聲強級聲強級；強強聲源發(fā)出的聲聲源發(fā)出的聲I；聲強，聲強，參考參考- -2120W/m10II0)/lg(010IILI聲壓級聲壓級；聲聲場場中中某

6、某處處的的聲聲壓壓P；，參考聲功率參考聲功率a a- -P1050 20PP)/lg(020PPLP2 2 聲級之間的關(guān)系聲級之間的關(guān)系CPI02 /聲強級和聲壓級聲強級和聲壓級)/lg(010IILI)/lg(00210CIPLI 00CIP 20在在標標準準大大氣氣下下，PILL AWI/聲強級和聲功率級聲強級和聲功率級)/lg(010IILI)/lg(0010AWAWLIALLIWlg103 3 聲壓級的疊加聲壓級的疊加 假設(shè)一個聲源產(chǎn)生的聲壓級為假設(shè)一個聲源產(chǎn)生的聲壓級為70dB70dB，那么，那么兩個同樣的點聲源產(chǎn)生的聲壓級是多少？兩個同樣的點聲源產(chǎn)生的聲壓級是多少？)/lg(202

7、1101PPLP對于單個點聲源對于單個點聲源102021110PLPP)/lg(2022102PPLP對于第二個聲源對于第二個聲源102022210PLPP兩個聲源聯(lián)合作用兩個聲源聯(lián)合作用20222021202PPPPPP總總202221202lg10lg10PPPPPLP總總總總?cè)魞蓚€聲源相同若兩個聲源相同202221202lg10lg10PPPPPLP總總總總21PP dB31PPLL 總總思考思考若若n個聲源相同個聲源相同)10lg(10110niPiPLL 總總1LLiP設(shè)設(shè)nLLPlg101總總 測得某機器的噪聲頻帶聲壓級如下表所測得某機器的噪聲頻帶聲壓級如下表所示，計算其總聲壓級？

8、示，計算其總聲壓級？例題例題中心頻率中心頻率HZ631252505001000200040008000聲壓級聲壓級dB909510093829570704 4 噪聲的頻譜噪聲的頻譜 噪聲測量中，常用的頻程是噪聲測量中，常用的頻程是1 1倍頻程或倍頻程或1/31/3倍頻程。倍頻程。倍頻程是對頻率作相對比較的單位，兩個頻之間的相距倍頻程是對頻率作相對比較的單位，兩個頻之間的相距頻程倍數(shù)頻程倍數(shù)n n由下式?jīng)Q定由下式?jīng)Q定: :nff212)/(log122ffn 或或HZ頻程的上限頻率，頻程的上限頻率，2f式中式中HZ頻程的下限頻率，頻程的下限頻率，1f（四）振動加速度級（四）振動加速度級 加速度與

9、基準加速度之比值以加速度與基準加速度之比值以1010為底的對數(shù)為底的對數(shù)乘以乘以2020，記為，記為VALVAL，單位為分貝，表達式為，單位為分貝，表達式為0lg20aaVAL 國外：國外：1010-6-6m/sm/s2 2國內(nèi)：國內(nèi)：1010-5-5m/sm/s2 2加速度的有效值，加速度的有效值，m/sm/s2 2（一）噪聲的主觀評價（一）噪聲的主觀評價1 1 響度級響度級 選取選取100HZ100HZ純音作為基準音，凡是和該基準音一樣純音作為基準音，凡是和該基準音一樣響的聲音，不論其聲壓級和頻率是多少，它的響度級將響的聲音，不論其聲壓級和頻率是多少，它的響度級將等于該純音的聲壓級。單位：

10、方，等于該純音的聲壓級。單位：方，PhonPhon。 某噪聲的頻率為某噪聲的頻率為3000HZ3000HZ，聲壓級為，聲壓級為90dB90dB，主，主觀感覺與觀感覺與1000HZ1000HZ純音聲壓級為純音聲壓級為100dB100dB時一樣響，時一樣響，該噪聲的響度級是多少？該噪聲的響度級是多少？思考思考判斷：判斷：1 1）在純音等響曲線圖中，對）在純音等響曲線圖中，對1000Hz1000Hz的純音，響度級與聲壓級相等？的純音，響度級與聲壓級相等？2 2）在聲壓級較低時，頻率越小，聲壓級與響度級相差越大？）在聲壓級較低時，頻率越小，聲壓級與響度級相差越大？思考：思考：1 1）在聲壓級較高時，為

11、什么等響曲線隨頻率變化平緩？）在聲壓級較高時，為什么等響曲線隨頻率變化平緩？2 2 計權(quán)聲級計權(quán)聲級經(jīng)過計權(quán)網(wǎng)絡測得的聲級稱為計權(quán)聲級。經(jīng)過計權(quán)網(wǎng)絡測得的聲級稱為計權(quán)聲級。A A網(wǎng)絡曲線近似于響度級為網(wǎng)絡曲線近似于響度級為40phon40phon等響曲線的倒置等響曲線的倒置A A聲級聲級B B網(wǎng)絡曲線近似于響度級為網(wǎng)絡曲線近似于響度級為70phon70phon等響曲線的倒置等響曲線的倒置B B聲級聲級C C網(wǎng)絡曲線近似于響度級為網(wǎng)絡曲線近似于響度級為100phon100phon等響曲線的倒置等響曲線的倒置C C聲級聲級3 3 等效聲級等效聲級 當噪聲的當噪聲的A A聲級隨時間起伏變化時，需用按

12、能量法則聲級隨時間起伏變化時，需用按能量法則算出的平均算出的平均A A聲級，簡稱等效聲級。記為聲級，簡稱等效聲級。記為L LAeqAeq，單位，單位dBdB。當噪聲的當噪聲的A A聲級才用等時間間隔測定時聲級才用等時間間隔測定時當噪聲隨時間呈階段性變化時當噪聲隨時間呈階段性變化時TLdtTAi01010110.AeqlgL噪噪聲聲測測量量時時間間T聲聲級級隨隨時時間間變變化化的的AAiLNiLAiN11010110.AeqlgLniLiAit1101010.AeqlgL測測量量次次數(shù)數(shù)N聲聲級級個個第第AiLAi聲聲級級時時間間段段內(nèi)內(nèi)的的平平均均第第AiLAi時時段段與與總總時時間間的的比比

13、值值第第iti4 4 晝夜等效聲級晝夜等效聲級 因噪聲在夜間比晝間對人干擾更大，為了考慮這種因因噪聲在夜間比晝間對人干擾更大，為了考慮這種因素，提出晝夜等效聲級作為評價量。記為素，提出晝夜等效聲級作為評價量。記為L Ldndn，單位，單位dBdB。lgL)(.dn101010101024110ndLnLdTT晝晝間間的的等等效效聲聲級級dL夜夜間間的的等等效效聲聲級級nL點點點點至至晚晚晝晝間間為為早早點點點點至至次次日日早早夜夜間間分分別別為為晝晝、夜夜間間時時段段、226622ndTT5 5 統(tǒng)計聲級統(tǒng)計聲級 統(tǒng)計噪聲級是指某點噪聲級有較大的波動時，用統(tǒng)計噪聲級是指某點噪聲級有較大的波動時

14、，用于描述該點噪聲隨時間變化狀況的統(tǒng)計物理量，一般于描述該點噪聲隨時間變化狀況的統(tǒng)計物理量，一般用用L L1010、 L L5050、L L9090 表示。表示。L L1010在取樣時間內(nèi)在取樣時間內(nèi)1010的時間超過的噪聲級，的時間超過的噪聲級，峰值峰值L L5050在取樣時間內(nèi)在取樣時間內(nèi)5050的時間超過的噪聲級，的時間超過的噪聲級，中值中值L L9090在取樣時間內(nèi)在取樣時間內(nèi)9090的時間超過的噪聲級，的時間超過的噪聲級，低值低值統(tǒng)計聲級與等效聲級的關(guān)系：統(tǒng)計聲級與等效聲級的關(guān)系：290105060)(LeqLLL250105015)(LeqLLL6 6 噪聲污染級噪聲污染級 562

15、.LAeqNPL6029010901050)()(LLLLLLNP（二）振動的主觀評價（二）振動的主觀評價1 1等效連續(xù)振級（等效連續(xù)振級（VLeqVLeq）mTmeqdtataTVL0202)(1lg10瞬時加速度的有效值，瞬時加速度的有效值，m/sm/s2 2測量時間，測量時間，s s2 2統(tǒng)計振級（統(tǒng)計振級（VLnVLn）（三）噪聲振動的容許標準（三）噪聲振動的容許標準 噪聲容許標準是指規(guī)定噪聲級不宜或不得超過限制噪聲容許標準是指規(guī)定噪聲級不宜或不得超過限制值（最大容許值）。值（最大容許值）。1 1 聽力保護與健康保護噪聲標準聽力保護與健康保護噪聲標準每天工作時間每天工作時間(h)容許噪

16、聲級容許噪聲級LAeq(dB)現(xiàn)有企業(yè)現(xiàn)有企業(yè)新建企業(yè)新建企業(yè)890854938829691199942 2 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準適適 用用 區(qū)區(qū) 域域類別類別晝間晝間夜間夜間療養(yǎng)區(qū)、高級別墅、高級賓館等特別需要安靜區(qū)域療養(yǎng)區(qū)、高級別墅、高級賓館等特別需要安靜區(qū)域05040以居住、文教機關(guān)為主的區(qū)域以居住、文教機關(guān)為主的區(qū)域15545居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)26050工業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)36555道路干線、內(nèi)河航道兩側(cè)，鐵路主次干線兩側(cè)區(qū)域的背景噪聲道路干線、內(nèi)河航道兩側(cè)，鐵路主次干線兩側(cè)區(qū)域的背景噪聲470553 3 民用建筑噪聲標準民用建筑噪聲標準建筑類型建

17、筑類型房間名稱房間名稱室內(nèi)容許噪聲級室內(nèi)容許噪聲級LA(dB)平均值平均值最大值最大值住宅住宅臥室、書房臥室、書房404550起居室起居室455050學校學校一般教室一般教室404550要求安靜的房間要求安靜的房間4040醫(yī)院醫(yī)院病房病房404550門診室門診室5560手術(shù)室手術(shù)室4550旅館旅館客房客房404555會議室會議室455050辦公室辦公室505555餐廳、宴會廳餐廳、宴會廳5060604 4 機動車噪聲標準機動車噪聲標準車輛種類車輛種類加速最大加速最大A聲級聲級(7.5m處處)(dB)1985.01.01前生產(chǎn)的前生產(chǎn)的1985.01.01后生產(chǎn)的后生產(chǎn)的載重車載重車815t92

18、893.58t90863.5t8984輕型越野車輕型越野車8984公共汽車公共汽車411t8986 背景值時背景值時期望環(huán)境噪聲級容許標準期望環(huán)境噪聲級容許標準當容許標準當容許標準 背景值時背景值時期望環(huán)境噪聲級背景值期望環(huán)境噪聲級背景值2 2 聲屏障的位置聲屏障的位置 聲屏障越接近聲源（或接受點），其噪聲衰減量越聲屏障越接近聲源（或接受點），其噪聲衰減量越大，通常將聲屏障建于靠近路側(cè)，為了行車安全和道路大，通常將聲屏障建于靠近路側(cè)，為了行車安全和道路景觀，聲屏障中心線距路肩緣應不小于景觀，聲屏障中心線距路肩緣應不小于2 2米，美國規(guī)定，米，美國規(guī)定，聲屏障距行車道邊的最小距離（包括路肩）約為

19、聲屏障距行車道邊的最小距離（包括路肩）約為9 9米。米。abc車輛車輛接受者接受者fcbaN1703 3 設(shè)計接受點設(shè)計接受點 聲屏障設(shè)計接受點應設(shè)在建筑群中受噪聲襲擊最大聲屏障設(shè)計接受點應設(shè)在建筑群中受噪聲襲擊最大或噪聲敏感性最大的建筑處?；蛟肼暶舾行宰畲蟮慕ㄖ帯? 4 聲屏障的高度聲屏障的高度 當聲屏障的位置確定后，它與接受點、聲源三者當聲屏障的位置確定后，它與接受點、聲源三者之間的相對距離及高差便確定。根據(jù)確定的設(shè)計噪聲之間的相對距離及高差便確定。根據(jù)確定的設(shè)計噪聲衰減量計算聲屏障的高度。衰減量計算聲屏障的高度。 為了降低聲屏障的風荷載，聲屏障的高度不宜超過為了降低聲屏障的風荷載，聲屏

20、障的高度不宜超過5 5米。如果超過米。如果超過5 5米時可將聲屏障的上部做成折形或弧米時可將聲屏障的上部做成折形或弧形，將端部伸向道路，以使更接近聲源。形，將端部伸向道路，以使更接近聲源。5 5 聲屏障的長度聲屏障的長度 聲屏障的長度應大于其保護對象沿道路方向的長聲屏障的長度應大于其保護對象沿道路方向的長度，同時根據(jù)保護對象的性質(zhì)、規(guī)模和聲屏障的造價度，同時根據(jù)保護對象的性質(zhì)、規(guī)模和聲屏障的造價等，綜合確定聲屏障的長度。等，綜合確定聲屏障的長度。（三）聲屏障構(gòu)造設(shè)計（三）聲屏障構(gòu)造設(shè)計)lg(.RLdL10101010110 )lg().(.dLRdLL 101010110量量；聲聲屏屏障障的

21、的實實際際噪噪聲聲衰衰減減L 聲聲量量；聲聲屏屏障障對對噪噪聲聲透透射射的的隔隔R衰衰減減量量。噪噪聲聲透透過過聲聲屏屏障障產(chǎn)產(chǎn)生生的的dL 2 2 聲屏障的隔聲量聲屏障的隔聲量時時當當dBLLd50. 50101101010.)lg().(.dLR dBLRd1011010050)lg(. 聲屏障壁體的隔聲量至少應比設(shè)計噪聲衰減量聲屏障壁體的隔聲量至少應比設(shè)計噪聲衰減量大大10dB10dB。即：。即：10dLR 2 2 聲屏障的構(gòu)造設(shè)計聲屏障的構(gòu)造設(shè)計 聲屏障的材料構(gòu)造直接影響其技術(shù)性能、造價聲屏障的材料構(gòu)造直接影響其技術(shù)性能、造價及壽命等，是聲屏障設(shè)計的關(guān)鍵之一。聲屏障的構(gòu)及壽命等，是聲屏

22、障設(shè)計的關(guān)鍵之一。聲屏障的構(gòu)造因材料不同而各異，歸納起來有三類。造因材料不同而各異，歸納起來有三類。砌塊類型砌塊類型板體類型板體類型生物類型生物類型聲屏障的構(gòu)造聲屏障的構(gòu)造（四）聲屏障結(jié)構(gòu)設(shè)計（四）聲屏障結(jié)構(gòu)設(shè)計 聲屏障的荷載以風荷載和自重為主，必要時聲屏障的荷載以風荷載和自重為主，必要時考慮冰雪載及側(cè)向土壓力等，結(jié)構(gòu)形式上屬于懸考慮冰雪載及側(cè)向土壓力等，結(jié)構(gòu)形式上屬于懸臂結(jié)構(gòu)，為了安全，結(jié)構(gòu)設(shè)計時還應考慮防撞擊臂結(jié)構(gòu)，為了安全，結(jié)構(gòu)設(shè)計時還應考慮防撞擊的措施。的措施。以吸聲為主以吸聲為主弧型弧型聲屏聲屏障，降噪效果特別好障，降噪效果特別好 吸聲和隔聲混合型吸聲和隔聲混合型上、下吸聲，中間隔聲

23、，整個形狀呈弧形。上、下吸聲，中間隔聲，整個形狀呈弧形。特點是既美觀，降噪效果又好。特點是既美觀，降噪效果又好。 隔聲型聲屏障。整體采用透明反隔聲型聲屏障。整體采用透明反射型隔聲板，外框為鋁合金材料射型隔聲板，外框為鋁合金材料。特點是為乘客和居民提供一個。特點是為乘客和居民提供一個開闊的視野。開闊的視野。 直平形聲屏障直平形聲屏障 吸聲和隔聲混合型聲屏障，整體形吸聲和隔聲混合型聲屏障，整體形狀平直，而上部吸聲板呈孤形，可狀平直，而上部吸聲板呈孤形，可更有效地控制聲音通過屏體上部的更有效地控制聲音通過屏體上部的繞射，中間以連續(xù)的框架結(jié)構(gòu)為主繞射，中間以連續(xù)的框架結(jié)構(gòu)為主體，加以玻璃玲瓏通透的質(zhì)感，形體，加以玻璃玲瓏通透的質(zhì)感，形成開闊的視覺空間。成開闊的視覺空間。 直平形聲屏障直平形聲屏障吸聲和隔聲混合型的吸聲和隔聲混合型的 一種，一種，特點是透明反射型隔聲板在特點是透明反射型隔聲板在其上部，形成獨特的風格。其上部，形成獨特的風格。 直平形聲屏障直平形聲屏障吸聲