高架道路声屏障的降噪效果

第２卷第６期

环境工程学报

曼生！望皇！皇』旦坠翌璺！堕垦望！！！竺璺竺曼旦！兰！兰旦ｇ！翌曼旦堕翌ｇ

Ｖ０１．２，Ｎ。．６

１旦旦！至！旦！兰！：兰旦旦．兰！

高架道路声屏障的降噪效果

俞悟周

（同济大学声学研究所，上海２０００９２）

摘要

详细介绍了德国ＲＬＳ９０道路交通噪声预测模型，运用ＲＬＳ９０模型对具有典型道路参数的高架道路试验段在

不同距离、不同高度下进行了辐射噪声和声屏障降噪效果特性的预测计算，并进行了实际测量。结果表明，高架道路对低于其路面高度的近距离区域有显著的噪声遮蔽作用，对于高架道路，声屏障对路面高度附近的区域降噪效果最佳，４ｉｎ高声屏障的最大降噪效果达ｌｏｄＢ。结果还表明，采用ＲＬＳ９０模型得到的高架道路噪声级和声屏障降噪效果计算值和实测数据吻合良好。

关键词

道路交通噪声

高架道路声屏障

文献标识码

Ａ

噪声降低

１６７３—９１０８（２００８）０６旬８４４旬４

中图分类号ｘ１２ｌ文章编号

Ｎｏｉｓｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｓｏｕｎｄｂａｒｒｉｅｒｏｆｅｌｅｖａｔｅｄｒｏａｄ

ＹｕＷｕｚｈｏｕ

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ

ｏｆ

Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｔｏｎｇｊｉ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ

２０００９２）

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ｔａｎｃｅ

Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ＲＬＳ９０ｍｏｄｅｌ．ｎｏｉｓｅａｎｄｂａｒｒｉｅｒｅｆｆｅｃｔｏｆ

ｔｅｓｔ

ｅｌｅｖａｔｅｄｒｏａｄｓｅｃｔｉｏｎ

ｎｅａｒ

ａｔ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓ．ｌｏｗｅｒｔｈａｎｉｔｓ

ａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅｉｇｈｔｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｈ．Ｆｏｒ

ｔｏ

ａｒｅａ

ｈｅｉｇｈｔ，ｅｌｅｖａｔｅｄｒｏａｄｓｈｉｅｌｄｓｎｏｉｓｅｒｅｍａｒｋａｂｌｙ．Ａｓ

ｎｅａｒ

ｅｌｅｖａｔｅｄｒｏａｄ，ｎｏｉｓｅｂａｒｒｉｅｒ

ｃａｎ

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ｇｅｔ

ｂｅｓｔｎｏｉｓｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎ

ｔｈｅｈｅｉｇｈｔｏｆｒｏａｄｓｕｒｆａｃｅ．１０ｄＢｎｏｉｓｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｂｅｅｘｐｅｃｔｅｄｆｏｒ４ｍｈｉｇｈｂａｒｒｉｅｒ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆｃａｌ—

ｔｅｓｔ

ｅｕｌａｔｉｏｎａｎｄｏｎ．ｓｉｔｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｂａｒｒｉｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｆｒｏｍＲＬＳ９０ｍｏｄｅｌ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

ａｒｅ

ｅｌｅｖａｔｅｄｓｅｃｔｉｏｎｓｈｏｗｔｈａｔｒｅｓｕｌｔｓｏｂｔａｉｎｅｄ

ｉｎ

ｃｏｎｃｏｒｄｗｉｔｈｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ．

ｒｏａｄｔｒａｆｆｉｃｎｏｉｓｅ；ｅｌｅｖａｔｅｄｒｏａｄ；ｎｏｉｓｅｂａｒｒｉｅｒ；ｎｏｉｓｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎ

许多城市中心区域为解决交通拥堵问题建设高架道路，道路两侧居民住宅通常比较密集，且距离高架道路较近，高架道路交通噪声严重影响沿线居民。对于高架道路，其噪声分布特性和地面道路有所不同。声屏障是局部有效降低道路交通噪声污染的措施，对不同的道路形式和敏感点分布，降噪效果有所不同。文章采用ＲＬＳ９０道路噪声预测模型，选择沪青平高速公路七莘段作为试验高架道路段，对高架道路辐射噪声及其声屏障降噪效果进行了计算，并和实际测量结果进行比较。

无限长的平坦公路上行驶，在计算距离道路中心线

１５

ｍ处等效声级的基础上，计算预测点和道路之间

环境条件的修正，求出某类车辆的小时等效声级工。。（ｈ）；，再求得总车流等效声级￡。。（Ｔ）。ＦＷＡＨ模型要求预测点与车道中心线距离大于１５ｍ，且未考虑道路坡度和路面粗糙度的修正。

ＲＬＳ

９０预测模型通过对标准条件下的参考辐

射声级进行车速、道路表面、道路坡度、空气吸收、地面衰减等一系列修正后得到预测声级，包含声源辐射计算模型和声传播模型。文章采用ＲＬＳ９０计算模型进行计算。

１．１

ＲＬＳ

１道路交通噪声的预测方法

目前我国常用的计算模型为ＦＨＷＡ（美国联邦公路管理局）预测模型和德国ＲＬＳ９０（Ｒｉｃｈｔｌｉｎｉｅｎ

ｆｔｉｒｄｅｎＬａｒｍｓｃｈｕｔｚ

ａｎ

９０的道路声源辐射声级计算模型

光滑沥青道路表面、限速１００ｋｍ／ｈ、坡度＜５％、距道路表面２．２５ｍ高度、声波自由传播时距离道路２５ｍ处的声级为￡？’，进行最高限速修正Ｄ。

收稿日期：２００８—０２—２６；修订日期：２００８一０４一１８

作者简介：俞悟周（１９７２一），女，博士，副研究员，主要研究领域：环

境声学、噪声控制。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｗｚｈ＠ｍａｉｌ．ｔｏｎｇｊｉ．ｅｄｕ．ｃｎ

Ｓｔｒａｐｅｎ９０德国道路噪声防护

导则９０）中的预测计算方法。

ＦＷＡＨ预测模型通过对基本参考声级进行一系列因素的修正后得到预测声级¨１。将道路上的车流按照大、中、小型车分类，假定车流以恒定速度在

第６期俞悟周：高架道路声屏障的降噪效果

８４５

道路表面修正Ｄ。小道路坡度修正Ｄ。１０ｐ。后可得到道

路声源辐射声级三“。

Ｌ。，Ｅ＝ＺⅢ（２５’＋Ｄ，＋Ｄ。。ｒｆ＋Ｄ。ｌ。ｐ。

ｈｂｕｉｌｄ，ｉ为第ｉ段车道两侧反射面的高度；Ｗ；为第ｉ段车道两侧反射面间距；

Ａ；为第ｉ段车道声源发射点到声屏障顶端的距离；

日。为预测点到声屏障顶端的距离；６；为声程差，６；＝Ａ；＋Ｂ。一ｓｉ。

对于多车道道路，预测点的总噪声级￡。由距离最近和最远的车道在预测点的声级Ｌ…、￡“进行叠加计算得到。

Ｌ。（２５’＝３７．３＋１０１９［Ｍ（１＋０．０８２ｐ）］

。，＝￡。。一３７．３＋－。・ｇ

１００＋！；；苫崭］

（１）（２）

（３）

Ｌ。。＝２７．７＋１０１９［１＋（０．０２Ｋ。，）３］

Ｌ。。。ｋ＝２３．１＋１２．５１９（Ｖｔ。。ｋ）

（４）（５）

式中：肘为单车道小时平均车流量；

Ｐ为载重量大于２．８ｔ的大型车所占比例；匕。Ｋ。。。为小型车、大型车的限速，ｋｍ／ｈ。当坡度Ｇ≤５％时Ｄｓｌｏ。为０，当Ｇ＞５％时Ｄ。ｌ。，。

＝６０Ｇ一３。

２高架道路声屏障降噪效果计算

高架道路通常距离地面有５—１０ｍ高，且两侧

有１ｍ左右的防撞墙，因此高架道路路面及防撞墙

可看成声屏障，高架道路本身对低于其高度的空间形成噪声遮蔽，其遮蔽作用为△￡。。对于不含地面道路的高架道路，应用ＲＬＳ９０模式时高架道路噪声￡’。为：

Ｌ７。＝１０１９（１０ｎｌ（Ｌｍ，ａ－ＡＬｍ，ｎ））＋１０“ｌ（Ｌｍ，ｆ－ＡＬｍ，ｆ））

ｋｍ／ｈ

道路表面修正Ｄ。。ｄ按表１进行。

表１不同限速下的Ｄ．。。值

Ｔａｂｌｅ１

Ｄ。。ｒｆ

ａｔ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓ

垄至堕坚垄！塑竺：！！竺垩篁

道路表面类型

限速

３０ｋｍ／ｈ

（１２）

限速

４０ｋｍ／ｈ

限速

≥５０

式中：△￡…和△￡“为高架路面（含防撞墙）对最近车道和最远车道形成的遮蔽效果值，根据式（１１）进行计算。

对于高架道路防撞墙上安装的声屏障，其降噪效果△￡”。为安装声屏障前的噪声级￡’。与安装声屏障后的噪声级∥。之差。

１．２ＲＬＳ

９０中预测点噪声级的计算

ＡＬ”。＝Ｌ”。一Ｌ’。

将车道沿车道方向划分为ｉ个小段，声源发射点为每段中心上方０．５ｍ，每段长度ｔ不超过声源发射点和预测点间距离的一半，预测点处的总噪声级Ｌ。为每一小段的平均声压级￡“的叠加，三“由道路辐射声级￡。．。经过道路长度修正Ｄ¨、空气吸收和距离衰减修正Ｄ。；、地面吸收和气候影响的修正Ｄ。。．；、道路两侧平行面而引起的多次反射的修正Ｄ栅”屏障的降噪量修正Ｄ。。。后计算得到。

圳・ｇ揣等等描豢等（１３，

式中：△￡’…、△Ｌ’“分别为高架道路安装声屏障后高架道路路面、防撞墙及其上的声屏障对最近车道和最远车道形成的遮蔽效果值，根据式（１１）进行计算。

３试验段高架道路声屏障的降噪

￡。＝１。ｌｇ；１００“ｋ正＋Ｄ¨＋Ｄ“＋Ｄｂｆｆ＋％玎ｔｒ％＂．１）（６）

Ｄ１．ｊ＝１０１９（１；）

Ｄ“＝１１．２—２０１９（Ｓ。）一Ｓ‘／２００ＤＢｍ￡＝（ｈ／Ｓ；）（３４＋６００／Ｓ。）一４．８≤Ｏ

（７）（８）

３・１施式对具有典型道路参数的高架道路

试验段进行了距离１００Ｉｎ内、１５层楼高度（４３．５

ｍ

高度）以内噪声级的预测计算，计算中１层预测点高度按１．５ｎｌ计，层高按３Ｉｎ计。试验高架道路为沪青平高速公路七莘路段，该道路为双向四车道，路宽２６ｍ，设计车流量为昼间３８００辆／ｈ，大型车比例为２６％，大车限速为８０

１００

（９）

。毗；＝。４２ｈ＾Ⅶｂｕｉｎｌｄ，／ｉ／训Ｗｉ；＜８≤３。．．；：蓑耋主茎：ｃ・。，

Ｄ。，ｒ．ｉ＝１０１９（３＋８０６；ｅ（一志百ＡｉＢｔ５ｔ））

式中：Ｓ。为第ｉ段车道声源点到预测点的距离；

ｈ为预测点高度；

（１１）

ｋｍ／ｈ、小车限速为

ｍ。

ｋｍ／ｈ，高架道路防撞墙高０．８５ｍ，路面高８

同时计算了高架道路声屏障的降噪效果。对于高架

环境工程学报

第２卷

道路，声屏障的设置高度受到结构因素的限制，通常声屏障和防撞墙的总高度不超过４ｍ，文章试验段采用的声屏障总高度为４ｍ。图ｌ为不同距离、不同高度下高架道路试验段的噪声级的计算值，图２为高架道路试验段的遮蔽效果计算值，图３为４图１表明对于高架道路，由于高架道路的遮蔽作用，在５０ｍ的距离内，较低楼层的噪声级较低，随着楼层高度的增加，噪声级上升显著，并在较高楼层达到峰值，峰值相对于底层噪声级增加１０ｄＢ左右。

在５０ｍ以上的距离处，噪声级随楼层高度的增加而

ｍ

高声屏障安装到高架道路试验段的降噪效果计缓慢增加，并达到稳定值。

算值。

８０

＂

加

酪

∞

１．５

７．５

１３．５

１９．５

２５．５

３１．５

３７。５

４３５

高度（ｍ）

图１

不同高度、不同距离高架道路噪声级预测值

Ｆｉｇ．１

Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｅｌｅｖａｔｅｄｒｏａｄｎｏｉｓｅａｔ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅｉｇｈｔａｎｄｄｉｓｔａｎｃｅｓ

图２

高架道路的遮蔽效果计算值

Ｆｉｇ．２

Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｎｏｉｓｅｓｈｉｅｌｄｉｎｇ

ｅｆｆｅｃｔｏｆｅｌｅｖａｔｅｄｒｏａｄ

ｔｅｓｔｓｅｃｔｉｏｎ

４２Ｏ８６４

装棼避ｇ睦诅

２０

高度（ｍ）

图３

高架道路４ｎｌ高声屏障的降噪效果计算值

Ｆｉｇ．３

Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｎｏｉｓｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

ｏｆ４ｍｈｉｇｈｎｏｉｓｅｂａｒｒｉｅｒ

ａｔ

ｅｌｅｖａｔｅｄｒｏａｄ

ｔｅｓｔ

ｓｅｃｔｉｏｎ

图２表明高架道路在７０ｎｌ距离内、７．５ｍ高度内有３ｄＢ以上的显著的噪声遮蔽作用，尤其对近距离的底层，最大遮蔽效果达１１ｄＢ。超过高架道路高度后，遮蔽效果很快下降为０。

图３表明４ｍ高的声屏障对于高架道路，声屏

障的降噪效果在４．５ｍ（２层楼高）高以下低于５

ｄＢ，在７．５—１３．５ｍ高处较大，对应４层楼高的

１０．５

ｍ高处声屏障的降噪效果最大，对于５０ｍ以

内的较近距离，４层搂高处的声屏障降噪效果达１０ｄＢ。而后随着距离和楼层高度的增加，声屏障降噪量显著降低；不同距离下在１９．５ｍ高度内的声屏障降噪量随高度变化的规律基本一致。

３．２实测结果

试验段为沪青平高速公路七莘路段，建成时无地面道路，路边住宅建筑物共４幢，均为６层高，总长度约为１５０ｍ。住宅建筑物与沪青平高速公路成约７。夹角，与试验路段相距１２～３８ｍ。试验段对临近住宅采用吸声型声屏障进行降噪，并安装圆柱形吸声顶端，声屏障和防撞墙总高度为４ｍ。图４为试验段道路和临近住宅的平面布置图。

图４试验段高架道路和临近住宅搂的平面布局图

Ｆｉｇ．４

Ｌａｙｏｕｔｏｆｅｌｅｖａｔｅｄｒｏａｄ

ｔｅｓｔ

ｓｅｃｔｉｏｎ

ａｎｄｒｅｓｉｄｅｎｔｂｕｉｌｄｉｎｇｓｎｅａｒｂｙ

由于声屏障安装前，试验段尚未通车，无法在同一点测量声屏障安装前后的插入损失，参照《声屏障声学设计和测量规范》，选择与沪青平高速公路距离相等的有声屏障段和无声屏障段进行测量。

第６期俞悟周：高架道路声屏障的降噪效果

８４７

有声屏障段测点选择在声屏障的中部（亦即住宅楼Ｓ２中部），距离高架道路试验段边侧２０ｍ，分别在１

楼（１．５ｍ高）、３楼（７．５ｍ高）、６楼（１６．５ｍ高）布

比预测值高的原因是圆柱吸声体对减小绕射声的效果明显，相当于提高了声屏障的有效高度，使６楼的降噪效果有一定的提高。

表２试验段噪声级和声屏障插入损失计算结果

Ｔａｂｌｅ２

Ｎｏｉｓｅｏｆ

ｔｅｓｔ

置测点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３，参考点Ｆ位于声屏障上方１．５

ｍ

处，各测点对应的噪声级为￡，，、Ｌ砚、￡丹、Ｌ，。无声屏障段选择在与有声屏障段同一路段上，且该路段没有车流分岔口。无声屏障段测点的高度、参考点高度、与道路的距离和有屏障段一致，测点和参考点分

别为Ｐ１’、Ｐ２７、Ｐ３’、Ｆ’，各测点的噪声级为￡川、￡。，、

ｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｎｏｉｓｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎ

ｔｅｓｔ

ｏｆｂａｒｒｉｅｒｏｆ

ｓｅｃｔｉｏｎ

￡丹，、￡”测试时排除周边交通噪声的影响。试验段声屏障实际降噪效果的测试如图５所示。

广・澳４点Ｐ１暑Ｉ

１

４结论

文章采用ＲＬＳ９０道路噪声预测模型对高架道路的辐射噪声及其声屏障效果进行计算。试验高架路段的计算结果表明，高架道路路面对低于其路面高度、距离５０ｍ内的近距离区域有显著的噪声遮蔽

ｌ

兰ｌ信黼：’

吲＝Ｈ

￡』ｆ测点Ｐ３

地面

作用，尤其对底层，最大遮蔽效果超过１０ｄＢ。近距离较低楼层的噪声级较低，随着楼层高度的增加，噪声级上升显著，峰值相对于底层噪声级增加１０左右。

对于高架道路，４ｍ高声屏障的降噪效果在４．５ｍ（２层楼高）高以下低于５ｄＢ，在７．５—１３．５ｍ高处较大，对应４层楼高的１０．５ｍ高处声屏障的降噪效果最大，而后随着距离和楼层高度的增加，声屏障

（１４）

ｄＢ

图５试验段声屏障实际降噪效果的测试示意图

Ｆｉｇ．５

Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｌｏｓｓｏｆ

ａｔ

ｓｏｕｎｄｂａｒｒｉｅｒｅｌｅｖａｔｅｄ

ｔｅｓｔｓｅｃｔｉｏｎ

１、３、６楼层测点对应的插入损失为：

／Ｌ。＝（ＬＰｌ，一￡Ｐ１）一（￡ｒ—ＬＦ）

／Ｌ：＝（￡Ｐ２，一Ｌ甩）一（￡Ｆ，一Ｌ，）

／Ｌ，＝（￡Ｐ３，一￡Ｐ３）一（￡Ｆ，一Ｌ，）

降噪量急剧降低；不同距离下在１９．５ｍ高度内的声屏障降噪量随高度变化的规律基本一致。

数据比较表明，采用ＲＬＳ９０模型计算得到的试验段高架道路噪声级和声屏障降噪效果和实测数据吻合良好。

参考文献

［１］郑长聚主编．环境工程手册（环境噪声控制卷）．北京：

高等教育出版社，２０００．３８１—３８２

测试时，实际车流量为２１６０辆／ｈ，大车比为２４％，１、３、６楼层无声屏障时高架道路噪声级的预测值和实测值、声屏障插入损失的计算值和实测值如表２所示。

表２表明，声屏障对各楼层均具有较好的降噪效果，３楼的降噪效果较１楼明显，达１０．３ｄＢ。声屏障的降噪效果和测点处无屏障时的高架道路噪声级与预测计算值基本相吻合。６楼的实际降噪效果

高架道路声屏障的降噪效果

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

俞悟周， Yu Wuzhou

同济大学声学研究所,上海,200092

环境工程学报

CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING2008,2(6)9次

参考文献(1条)

1. 郑长聚 环境工程手册(环境噪声控制卷) 2000

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