基于Cadna/A软件的城市高架道路噪声预测

孙海涛, 刘培杰, 王红卫

(华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室,广东广州 510640)

基于Cadna/A软件的城市高架道路噪声预测

孙海涛, 刘培杰, 王红卫

(华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室,广东广州 510640)

在Cadna/A软件中建立了城市高架道路的计算模型，并根据预测车流量进行噪声预测，结果表明Cadna/A软件可在设计初期为建设项目的可行性提供可靠的相关依据.

Cadna/A； 城市高架道路； 交通噪声； 噪声预测； 噪声评价

随着城市的飞速发展和道路基础设施的改善，越来越多的城市在基础设施建设中选择以高架道路的形式来解决城市交通问题.高架道路是采用连续高架形式的快速路，是保证机动车交通快速、连续通行的道路系统，是城市中的汽车专用道.建设城市高架道路已成为国内外城市解决城市交通问题的重要手段之一.城市高架道路在给人们带来方便的同时，也加剧了城市环境噪声污染.噪声污染已被公认是城市环境中仅次于大气污染和水体污染的第三大公害，成为一个严重的社会问题.现代城市噪声污染主要来源于交通运输、工业生产和公共活动.而交通运输，特别是道路交通则是造成交通干线邻近地区噪声超标的主要因素.有关资料表明，城市环境噪声中有70%左右来自交通污染[1].噪声不仅影响了人们的日常工作和生活，而且给社会造成了相当大的经济损失.

城市交通噪声预测可在规划初期对拟建的道路交通噪声进行预测分析，并对降噪方案进行预测评价.采用这种预测手段可以提高效率、节约社会成本，是今后的发展方向.20世纪80年代以来各国相继开发了基于本国情况的道路交通噪声预测理论模型，其中主要有美国联邦高速公路管理局(Federal Highway Administration)1978年12月发布的以等效连续A声级LAeq为评价指标的FHWA高速公路交通噪声预测模型[2]、英国交通部于1988年发布的以统计百分数声级L10为评价指标的CRTN88模型(Calculation of Road Traffic Noise)[3]，德国交通部公路建设司(Road Construction Section of the Federal Ministry for Transport)发布的以等效连续A声级LAeq为评价指标的RLS 90模型[4].将上述噪声预测理论模型与计算机模拟技术相结合，可以客观有效地分析交通噪声对目标区域产生的影响.

1 噪声预测软件Cadna/A

Cadna/A系统是一套基于ISO9613-2：1996《户外声传播的衰减的计算方法》标准方法的噪声模拟和控制软件.该系统适用于公路、铁路等多种噪声源的环境影响预测、评价，可应用于工程设计及其控制对策研究.其公路交通噪声预测计算方法是基于德国RLS90通用计算模型.RLS90模型对道路车流量、重车比、车速、道路表面、道路坡度、声屏障形式、三维地形、建筑立面的吸声性能、气象条件等均有考虑，可计算噪声在道路两旁的屏障或建筑物间的多重反射，适用于道路交通噪声的预测.经国内多家单位试用结果表明, 利用Cadna/A软件预测的电厂、公路、铁路、小区环境噪声水平与利用GB/T17247.2-1998《环境影响评价导则——声环境》规定的方法所得到的结果基本相同,LAeq值的预测结果与现场测量结果的误差在1 dB(A)以内.经国家环保总局环境工程评估中心认证，该软件理论基础与GB/T17247.2-1998《环境影响评价导则—声环境》要求一致，预测结果可靠，适用于城市或区域环境噪声的预测、评价和控制方案设计[5].

2 工程概况

拟建道路为双向8车道快速路，设计车速80 km/h，快速道路高出地面15 m左右，单边路宽18.5 m，采用软性沥青路面.

敏感区位于山体旁，高架道路在其东侧通过，靠近高架道路西面主要受体为4栋5层办公楼和3栋2层建筑.根据环评报告，该住宅用地为2类区域，要求昼间LAeq≤60 dB(A)，夜间LAeq≤50 dB(A).由于该敏感点有部分建筑临近高架道路，根据《声环境质量标准》(GB3096-2008),对于这些临近道路的建筑采用4a类标准，其噪声限值为昼间LAeq≤70 dB(A)，夜间LAeq≤55 dB(A).

目前敏感区周边无明显噪声源，拟建高架道路旁的噪声实测结果为昼间55.9 dB(A)，夜间52.6 dB(A).为了评价高架道路建成后对敏感点的声环境质量的影响程度，利用Cadna/A软件进行噪声预测.

3 噪声预测

3.1高架道路建成后噪声影响预测

将敏感区的地形图导入Cadna/A中建立三维仿真模型(图1).在每栋建筑物楼前1 m处设置受声点，P1、P6、P7、P10为敏感区临街建筑典型受声点，采用4a类标准.P2、P3、P4、P5、P8、P9为敏感区非临街建筑典型受声点，采用2类标准(图2).

图1 敏感区三维仿真模型

在软件中输入高架道路车流量参数，车流量采用日均小时车流量数据，按昼间4 474 辆/h，夜间995辆/h，重车比为27%计算.对高架道路建成后敏感区的噪声分布进行模拟预测，计算的结果可显示出敏感区昼、夜间噪声级的水平和垂直分布图(图3～图6)(图内噪声单位为dB(A)，下同)，并可给出典型受声点的噪声预测结果(表1).

图2 敏感区受声点布置图

图3 离地5 m高平面的昼间噪声分布图

图4 离地5 m高平面的夜间噪声分布图

图5 昼间噪声分布剖面图

图6 夜间噪声分布剖面图

表1 典型受声点噪声预测值 dB(A)

从以上的预测结果可以看出，该高架道路建成后将对敏感区声环境有较大影响，敏感区大部分区域昼夜噪声级均超出噪声限值，夜间超出限值较多.从噪声分布的剖面图来看，其噪声分布等值线呈现规则的形状.

3.2高架道路降噪方案效果预测评价

根据预测结果，道路建成后将对敏感区造成较大的影响，为了使该区域声环境达标，应对拟建高架快速路采取降噪措施，在道路边上设置8.0 m高直立式声屏障，顶部水平倾斜2.5 m，见图7.声屏障沿快速路方向长370 m，设立声屏障后的预测模型如图8所示.

图7 快速路声屏障剖面示意图

图8 快速路声屏障设置示意图

对建立了声屏障的高架道路的噪声分布进行模拟预测，降噪后敏感区昼、夜间噪声级水平和垂直分布图如图9～图12所示，设置声屏障后典型受声点的噪声预测结果见表2.

图9 设置声屏障后离地5 m高水平位置昼间噪声分布图

图10 设置声屏障后离地5 m高水平位置夜间噪声分布图

图11 设置声屏障后昼间噪声分布剖面图

图12 设置声屏障后夜间噪声分布剖面图

从降噪后预测结果可知，经设置直立式声屏障，敏感区内的噪声明显减弱，昼间夜间噪声均满足噪声限值要求.

表2设置声屏障后典型受声点噪声预测值dB(A)

4 结论

利用Cadna/A软件对城市高架道路噪声影响进行预测，可以在设计阶段评价敏感区的噪声污染状况，为建设项目的可行性提供相关的依据.如果能将Cadna/A软件与中国的实际交通状况结合起来，建立符合我国国情的交通噪声计算模型，可为我国的高架道路建设和环境评价提供更多的技术支持[6].

[1] 牛凤瑞，潘家华. 中国城市发展报告No.1[M].北京：社会科学文献出版社, 2007：220-231.

[2] BARRY T M, REAGAN J A. FHWA highway traffic noise prediction model[R]. Washington, DC: Office of Environmental Policy, 1978.

[3] Department of Transport and Welsh Office UK(DoT UK).Calculation of road traffic noise[R].London:HMSO,1988.

[4] Road Construction Section of the Federal Ministry for Transport(RCS-FMT). Directives for anti-noise protections along roads[R].Berlin: Ministry for Transport,1990.

[5] 关于德国Cadna/A环境噪声模拟软件系统鉴定意见[R].国家环保总局：国环评中心文[2001]7号.

[6] 李本纲，陶澍.道路交通噪声预测模型研究进展[J].环境科学研究，2002，15(2)：56-59.

LI Bengang, TAO Shu. Progress in road traffic noise prediction model study[J]. Research of Environmental Sciences, 2002，15(2)：56-59.

Keywords： Cadna/A； urban elevated road； traffic noise； noise prediction； noise assessment

【责任编辑 成 文】

THENOISEPREDICTIONOFURBANELEVATEDROADBASEDONCADNA/A

SUN Haitao， LIU Peijie， WANG Hongwei

(State Key Laboratory of Subtropical Building Science, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)

A calculation model of urban elevated road was built up in Cadna/A software, and the noise prediction was performed according to vehicle flow. The results show that Cadna/A software can be used to assess the feasibility of construction project in the early stage of road planning design.

2009-09-22

孙海涛(1975—),男,湖南邵阳人,华南理工大学2008级博士生,华南理工大学工程师, 主要研究方向：建筑声学与环境声学,Email: htsun@scut.edu.cn.

1000-5463(2010)01-0058-04

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