摘要：随着社会市场经济和科学技术的飞速发展，极大的促进了我国交通行业的发展，所以高速公路和城市道路的数量逐渐增多，方便了人们的出行，但是随着出行车辆的增多，造成了严重的噪声污染，对人们的生活环境造成了较大的影响，但是高速公路与城市道路交通所产生的噪声在特性方面存在很大的不同，因此需要采取有效的措施进行处理和解决，降低城市噪声污染，保证人们的生命健康安全。现本文就高速公路与城市道路交通噪声特性对比研究进行探究，仅供交流借鉴。。
关键词：高速公路；城市道路交通；噪声特性；
引言：我国对城市道路交通噪声研究较早，也较深入。早在上世纪80年代，国家环保局就组织了中科院声学研究所等20个单位对城市道路交通噪声进行了较系统研究，成果汇编成《城市道路交通噪声控制研究》资料集。与城市道路交通噪声研究相比，我国对于公路交通噪声，特别是高速公路交通噪声科研工作开展得较少。我国高速公路建设虽然起步较晚，但发展很快，全国高速公路通车里程已超过30000km，山东省突破3000km。高速公路造成的噪声污染问题也日益突出。在高速公路交通噪声治理中，无论是理论计算还是工程设计，基本套用的仍是城市道路交通噪声研究成果或参考国外资料。高速公路与城市道路有许多不同:如车速、车型、车流量的昼夜变化、环境等，因此高速公路的交通噪声特性与城市道路有许多不同。同样，国内高速公路与国外也有许多不同。研究这些差异，有助于更有针对性地控制高速公路交通噪声污染。
1、交通噪声及其影响因素
交通噪声水平主要取决于四个因素：（1）车流量；（2）交通速度；（3）交通流中重型车辆的数量；（4）路面质量。一般来说，交通量越大、速度越高、重型车两数量越多、路面质量越低，交通噪声越大。车辆噪声是发动机、排气口和轮胎所产生噪声的混合。车辆中有缺陷的消声器或其它不完善的设备也可以使交通噪声增大。任何引起机动车发动机强烈工作的情况（例如陡坡）也可以提高交通噪声水平。此外，还有其它更加复杂的因素影响交通噪声的响度。例如，当一个人离开公路时，交通噪声因为距离、地形、植被、自然与人造障碍物而减弱。通常，对于那些居住在32层以上住宅，或距离重交通高速公路500英尺（约150米）以外、距离轻交通道路100-200英尺（约30米-60米）以外的人们，交通噪声不再是一个严重问题。
2、交通噪声频谱特性
以国家交通干线京福高速济南-泰安段为测量对象，并在济南市区选择了一条典型干线道路进行对比测量。由于交通噪声并非稳态噪声，因此除按国家标准每次测量20min以外，还进行了长时间多次测量，其平均结果如表1所示，测量时间为昼间。为更清楚地表示他们的频谱特性，将测量的平均值制成图1。由图可知，高速公路交通噪声的频谱与城市道路噪声频谱特性明显不同。噪声频谱特性的不同，主要是由两方面原因造成。一是车速不同，二是车型比不同。城市道路设计车速一般不超过60km/h，实际行驶速度通常低于此值;高速公路设计车速一般为100～120km/h，许多小汽车实际行驶速度达140～160km/h。随着车速增加，轮胎噪声迅速增加[3]，汽车噪声中的中高频成分增加。利用一段已建成但尚未正式开通的高速公路进行了车速与噪声频谱特性关系的试验。图2为试验汽车匀速驶过观测点瞬间所记录的噪声频谱。对应的汽车运动速度分别为80、120、160km/h。由图可知，当车速增加时，不仅噪声强度增加(分别为:79.2、82.6、86.0dB)，而且汽车噪声中的主要成分向高频方向偏移。
在交通噪声频谱测量中，为了其特性能更清楚地呈现出来，下面本文在此简单叙述一下测量的平均值，当1倍频带中心频率会逐渐增加的同时，声压级会逐渐减少，但是在250Hz的时候变化频率会有所差异，其中高速公路的交通噪声频谱是明显不同于城市道路噪声频谱特性的。而造成噪声频谱特性不相同最主要的原因是有两方面的，即车辆行驶速度的不同，以及车型比重的不同。在城市道路中，设计的车速都是不会超过60km/h的，而且车辆行驶的速度也不都不会超过规定的最低比值；而在高速公路中，设计的车速都是在100km/h到120km/h之间的，还会有很多小型汽车在实际行驶的时候，其车速已经超过了规定的车速比值，高达140km/h，甚至到达160km/h。车速在增加的同时，轮胎噪声就会迅速增加，同样汽车噪声中所含有的高频成分也就会增加。
对测量交通噪声频谱的时候，选择一段建成却没有正式通车的高速公路进行噪声频谱特性和车速之间的关系进行试验，测量过程中记录下来汽车在均匀行驶过程中的噪声频谱，在汽车运动速度为80km/h、120km/h、160km/h的时候，噪声的强度会明显增加，分别是79.2dB、82.5dB、85.9dB，汽车噪声中所含有的主要成分也会发生偏移，更加青睐于高频方向。高速公路的车型和城市道路的车型比例是不同的，从交通噪声频谱的对比测量中可以得知，城市道路上行驶的车型主要就是小汽车，高速公路上行驶的车型主要是大型车辆和中型车辆，在这城市道路上是很少见的。所以说各种类型的车辆所引起的噪声频谱特性也是不一样的，车型比例不同也会让道路交通噪声频谱所有不同的。
3、交通噪声昼夜变化特性
为研究高速公路交通噪声昼夜变化特性，在4条高速公路选取了6个噪声监测点，每小时监测一次，其中测点1，4，5，6进行了48h连续监测，测点2，3进行了24h连续监测。对照的城市道路测点进行了24h连续监测。
按照昼夜等效声级定义。式中Ld，Ln分别为昼间等效声级和夜间等效声级。分别计算了各测点的昼、夜等效声级，和昼夜等效声级。由于要探寻的是交通噪声昼夜变化特性，因此其数值大小并不是我们所要关心的，应该关心的是其差值。分别计算了夜间等效声级和昼夜等效声级与昼间等效声级的差值。对上述监测数据分析可知：
（1）高速公路交通噪声各h等效A声级变化较小，城市道路在7-20h主要出行时间变化也较小，但其他时间变化较大；
（2）高速公路一天中交通噪声最小值并不像城市道路那样一定出现在凌晨，而是可能出现在昼间，特别是中午几率较大；
（3）高速公路昼、夜交通噪声相差不大，而城市道路相差较大，夜间明显低于昼间；
（4）高速公路昼夜等效声级与昼间等效声级的差值大大高于城市道路，表明高速公路对临路居民的干扰程度高于城市道路。
高速公路与城市道路的这些差异是由于车辆的运行特点决定的。城市道路车流量昼间明显高于夜间，基本与人的作息时间相似。而高速公路却不同，一是夜间车流量并没有明显减少；二是夜间大型车的比例较昼间有明显上升。
高速公路夜间车型比较昼间有明显变化：小汽车比例明显降低，而大汽车比较有较大升幅。由于大型车的噪声远大于小型车噪声，因此，尽管夜间总车流量比昼间有所减少，但由于大型车辆数量的增加，所以造成夜间等效声级与昼间相差不大，甚至还可能略大于昼间噪声。
4、结束语
综上所述，与城市道路交通噪声研究工作相比，我国的高速公公路的噪声研究工作开展的比较晚，因此并没有取得什么有效的成果。随着交通行业的快速发展，高速公路的噪声污染越来越严重，因此需要采取有效的措施进行处理，然而环保部门采取场措施主要是处理城市道路交通噪声的方式，因此在用于处理高速公路噪声污染的时候，需要进行高速公路与城市道路交通噪声特性的对比研究工作，只有这样，噪声污染才能得到有效的处理，提高人们的生活质量。
参考文献：
[1]孙红影.多因素GM（1，N）模型在城市道路交通噪声预测[J].山东工业技术，2016（1）：16.
[2]谢庆剑.浅析城市道路交通噪声危害以及对策[J].资源节约与环保，2013（4）：47.
论文作者:刘俊,高工
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/20
标签：噪声论文; 高速公路论文; 频谱论文; 昼间论文; 交通论文; 声级论文; 道路交通论文; 《防护工程》2018年第20期论文;