以大型車輛為主的高速公路噪聲預(yù)測(cè)模型修正及聲屏障優(yōu)化研究.pdf

1、高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，極大的促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也給沿線帶來(lái)了不同程度的噪聲污染。高速公路交通噪聲嚴(yán)重影響了道路沿線的村莊、學(xué)校等單位的日常工作和生活。如何更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)高速公路交通噪聲并且采取有效的降噪措施一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　山東省地處環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)域，高速公路建設(shè)起步較早且發(fā)展飛速。由于處于半島區(qū)域，沿海港口眾多，大型車輛尤其是重型車輛夜間運(yùn)輸一般較內(nèi)地較多，并且比較穩(wěn)定，交通運(yùn)輸特點(diǎn)和內(nèi)陸地區(qū)相比具有特殊性。本論文在

2、高速公路噪聲實(shí)地監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)山東省高速公路交通噪聲特性進(jìn)行研究，并針對(duì)山東省高速公路以大型車交通噪聲為主的特性對(duì)交通噪聲預(yù)測(cè)模型進(jìn)行修正研究，并對(duì)目前的典型高速公路聲屏障降噪效果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，同時(shí)對(duì)聲屏障的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化研究。
　　在對(duì)山東省交通噪聲特性的研究中發(fā)現(xiàn)，山東省高速公路大型車車流量占據(jù)比例較高，高速公路現(xiàn)狀交通噪聲值呈現(xiàn)出晝夜間變化不大的特性。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)和研究分析，山東省高速公路大型車輛交通噪聲占據(jù)主導(dǎo)因素，正

3、是由于大型車車流量晝夜間呈現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定、并保持相對(duì)較高的水平的特點(diǎn)，致使山東省高速公路現(xiàn)狀交通噪聲值呈現(xiàn)出晝夜間變化不大的特性，通過(guò)對(duì)假日期間的交通噪聲特性的進(jìn)一步研究更加證明了這一特性。針對(duì)這一特性選擇山東省典型高速公路進(jìn)行噪聲頻譜監(jiān)測(cè)和分析，并對(duì)其各頻段聲能的分布特點(diǎn)和等效頻率進(jìn)行計(jì)算研究，結(jié)果表明交通噪聲等效頻率低于500Hz，噪聲能量主要集中在200~500Hz。同時(shí)根據(jù)交通噪聲頻譜特性，提出對(duì)《聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)和測(cè)量規(guī)范》中等效頻

4、率計(jì)算公式中的中心頻帶進(jìn)行修正取值，即取中心頻帶為200 Hz、250 Hz、315Hz、400 Hz、500 Hz、630 Hz和800 Hz時(shí)，得出山東省典型高速公路交通噪聲等效頻率近似取值為315Hz。
　　針對(duì)山東省高速公路現(xiàn)狀交通特性選擇具有代表性的高速公路進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)常用的高速公路交通噪聲預(yù)測(cè)模型進(jìn)行準(zhǔn)確性研究分析，結(jié)果表明，雖然相對(duì)來(lái)講導(dǎo)則預(yù)測(cè)模型更加準(zhǔn)確，但仍存在較大的誤差。通過(guò)進(jìn)一步的研究分析，由

5、于山東省高速公路大型車輛占據(jù)主導(dǎo)因素，而模型中采用的大型車單車噪聲源強(qiáng)計(jì)算公式擬合度不高，存在大型車輛車速較低時(shí)源強(qiáng)計(jì)算值偏低而車速較高時(shí)源強(qiáng)計(jì)算值偏高的缺點(diǎn)，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)偏差。針對(duì)這一缺點(diǎn)，對(duì)我國(guó)現(xiàn)有大型車輛單車噪聲源強(qiáng)計(jì)算公式進(jìn)行修正研究，參照現(xiàn)有公式擬合過(guò)程，結(jié)合山東省高速公路交通噪聲車流量特點(diǎn)，將大型車輛按照軸數(shù)的不同分為4軸及以下、大型客車和6軸（含5軸）車輛，分別擬合其單車噪聲源強(qiáng)計(jì)算公式，并建議采取加權(quán)平均法對(duì)大型車噪

6、聲源強(qiáng)進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)對(duì)公式的驗(yàn)證監(jiān)測(cè)表明，對(duì)大型車輛進(jìn)行更加細(xì)致的分類后的單車噪聲源強(qiáng)計(jì)算修正公式可有效提高山東省高速公路交通噪聲預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，其中晝間可提高精度53.4％~66.5％，夜間可提高13.7~19.0％。另外利用自動(dòng)編碼器與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合模型對(duì)車流量和平均車速的相關(guān)性進(jìn)行探討分析，針對(duì)本次選擇的山東省典型高速公路的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)樣本，晝間測(cè)試車速較實(shí)測(cè)值誤差僅為5.3％~24.0％，夜間誤差為12.2％~29.7％，基本可滿

7、足使用要求，可推薦作為以大型車輛為主的高速公路平均車速的預(yù)測(cè)模型。
　　選擇山東省6處與高速公路同時(shí)投入運(yùn)營(yíng)使用的典型性聲屏障進(jìn)行噪聲實(shí)地監(jiān)測(cè)，對(duì)其降噪效果進(jìn)行評(píng)價(jià)以及分析，由于存在設(shè)計(jì)階段交通量預(yù)測(cè)偏差、交通噪聲預(yù)測(cè)模型不準(zhǔn)確、聲屏障建成后引起地面吸收衰減減少等因素導(dǎo)致聲屏障降噪效果不足，尤其是山東省高速公路上大型車占據(jù)比例較高，交通噪聲趨向于中低頻范圍時(shí)，傳統(tǒng)以500Hz為交通噪聲主頻而設(shè)計(jì)的聲屏障降噪效果更顯不足。針對(duì)以上問(wèn)