道路交通环境保护

第十章道路交通环境保护

§10-1 概述

环境是指大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、水生生物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等与人类生存关系最密切的客观条件。道路交通环境就是人们借道路进行交通运输的客观条件。

随着汽车工业和道路事业的发展,机动车拥有量的日益增加,路网密度不断提高,致使道路交通所产生的某些不良现象如噪声、废气、振动、电磁波等相应增加,直接或间接地破坏了环|境的生态平衡,危及到人们的生理、心理健康,影响了人们正常的工作与生活,成为一个不可忽视的公害问题。道路交通环境保护就是设法减少或防止道路交通对人类生态平衡的破坏。贯彻以防为主,以治为辅,综合治理的原则,并开发利用环境,尽可能地改善和提高道路环境质量,这是交通工程学的重要课题之一。我国近年来已开始重视交通环境的保护,并制定了相应的法规。

§10-2道路交通噪声的污染与控制

一、噪声的含义、计量与指标

噪声通常指一切频率混杂、呆板、凌乱、对人们的生活、工作、学习和健康有妨碍的声音。亦即凡人们所不需要、令人厌烦的声音、统称噪声。道路交通噪声即指由道路交通而产生的这种令人厌烦的声音。

交通噪声与车流量、车型、车速、路况等有密切的关系,在一天中完全是随机变化的,是一种变化范围很宽的随机噪声。许多国家的研究结果表明,城市环境噪声的50% ~70%来自道路交通噪声,当然个别情况下可能稍有不同。

交通噪声对人们的影响程度不仅与声强、频率有关,并且与其持续时间和变化幅度有关。声强变化幅度很大,如在寂静的环境中,勉强能听到最小的声音强度,称为可听阈,使人耳开始感到疼痛的声音强度称痛阈。从听阈(2×105 Pa)到痛阈(20 Pa))声压比变化在100万倍以上,因此采用一个声级数值来评价交通噪声就会产生很大的困难,故常用以下几种计量指标。

1.声压与声压级

声压:表示声音强弱的物理量,常用单位为帕(Pa)。

声压级(L):是声音强度相对大小的指标,其定义为2倍待测声压的有效值pe与用作比较的标准声压po的比值的常用对数。

式中:Lp 声压级(dB);

Pe 声压(Pah

Po 标准声压2×105 Pa

标准声压常为20μPa

故 Lp=20 (dB)

20μPa是可听阈的最低限,其对应的声压级Lp=0(dB)。痛阈的声压级Lp=120(dB)。界于可听阈与痛阈之间的声音是人的可听声。

2.频率与频谱

声音是由声源振动而产生,通过媒介而传播的,每秒钟媒介质点振动的次数即为声波的频率,单位为HZ。

不同的声音,其含有的频率成分及各个频率上的能量分布是不同的,这种频率成分与能量分布的关系称为声的频谱。声音的特性常用频谱来描述,各个频率或各个频段上的声能量分布绘成的图形,称为频谱图。

3.响度与响度级

响度(N)是指声音"响"的程度,单位为Sone。

响度级(LN)是以频率为1000Hz的纯音的声压级为其响度级。即对于l000Hz的纯音,它的响度级就是这个声音的声压级,响度级的单位为Phon。规定响度级为40Phon时,响度为1Sone，

响度级(LN)与响度(N)的关系为:

LN =40+lo

响度与声压级和频率的关系如等响曲线如图10-1

从等响曲线可以得出各个频率的声音在不同的声压级时,人们主观感觉出的响度级是多少。图中最下面一根曲线表示人耳刚刚能听到声音的强弱,其响度级为0Phon,称听阈;最上|面的曲线是痛觉界线,称痛阈。介于听阈与痛阈之间的声音为可听声,其变化范围为120 dB。

因响度涉及到对声音的主观评价,故两个声音叠加时,不能简单地将其响度作代数相加,|必须从实验得出的频率修正才能得到总响度。

二、道路交通噪声的评价指标

道路交通噪声为一种非稳态随机噪声,为适应其特点,常用的评价指标如下:

1.A计权声级

声压级相同的声音,由于频率不同,所产生的主观感觉不一样,为了使声音的客观量度和|人耳听觉的主观感受近似取得一致,而在量测声音的仪器如声级计上安置一个滤波器,即频率的计权网络,对所接受的声音按频带设一定的衰减来模拟人耳的听觉特性。一般计权网络有

A、B、c三级,用计权网络测得的结果叫计权声级。因A声级和人耳对声音的主观听觉灵敏度相对而言比较接近,故当前交通工程中采用的是A计权声级,记为dB(A)。

2.等效声级

由于交通噪声是随时变化的,不能用某一时间的某一测定值来表示其声级,为了综合评价一段时间的交通噪声的大小,以被测时段内能量平均值来表示该时段的等能量声级,又称等效声级,记为Leq。即是用一个在相同时间内声能与之相等的连续稳定A声级来表示该时段内不稳定噪声的声级。|

式中:Leq 等效声级;

Li 时间ti内所测得的声级;

T 等于∑ti是总测量时间。

3.统计声级

通过噪声测定来分析评价噪声质量,一般是取统计声级,用累加统计分布值L10,L50，L90来表示。在测量的单位时间内(一般取1h)把很多大小不等的数据按大小顺序排列后,就得到L10,L50,L90单位时间值,其是评价交通噪声污染程度的单值指标。

L10指所测数据有10%超过的声级,也就是有90%的交通噪声比该值低,可用以表示所测时段的噪声峰值;

L50指所测数据有50%超过的声级,也就是有50%的噪声比之低,可用以表示所测时间段的噪声平均值;

L90指所测数据有则超过声级,也就是有阳的噪声比之低,可用以表示所测时段的本底噪声。

试验证明,对于车流量较大的道路,L50数值和人们对吵闹感觉程度有较好的相关性,有些国家直接采用L50来评价交通噪声。

三、道路交通躁声的来源、特性及其危害

1.道路交通噪声的来源

道路交通噪声主要来自汽车噪声源,其影响范围广,持续时间长,影响的人数也最多。汽车噪声源大致可分为喇叭声和与发动机转速有关的声源及与车速有关的声源。如图10-2所示

与发动机转速有关的噪声源主要有进气噪声、排气噪声、冷却系风扇噪声和发动机表面辐射噪声,用发动机带动旋转的各种发动机附件(如空气压缩机、发电机等)的噪声。与车速有关的噪声,包括传动噪声(变速器、传动轴等)轮胎与路面摩擦噪声、车体产生的空气动力噪声等。