FHWA公路交通噪声预测模型在广清高速公路花都段的应用研究

周银芳

（上海达恩贝拉环境科技发展有限公司，上海 200127）

随着城市经济建设的迅速发展，主体纵横、网络棋布的新型道路交通格局正在形成，城市道路交通噪声污染日益严重。道路交通噪声具有强度大、涉及面广、影响范围大的特点，已成为影响人口众多的一类主要环境噪声污染源，同时也是环境噪声控制中的难点[1]。公路交通噪声预测模型在公路的规划设计、公路交通噪声环境影响评价中起到重要的作用。1995年，国家环境保护总局颁布了第一版的《环境影响评价技术导则 声环境》（HJ/T 2.4—1995），并在其中引入了美国的FHWA公路交通噪声预测模型，经过数次改进，该模型已日趋完善并在许多国家得到广泛应用[2-3]，目前国内很多声学界学者也围绕FHWA模型进行了很多相关研究[4-6]。

本文通过运用FHWA公路交通噪声预测模型对广东某高速公路靠近市区路段的交通噪声进行预测值和实测值的对比分析，为环评工作者评价其他同类项目提供技术指导。

1 工程概况

广东某高速全线位于广州市，全长约65.3 km，双向八车道，设计限速为120 km/h，目前已通车。因项目靠近市区，通车后接到大量噪声投诉，为此，对靠近市区路段进行了车速、车流量和噪声值的实测统计，并通过采用模型预测对比，分析可补救的工程措施和管理措施。

2 计算模型验证

本次研究采用FHWA公路交通噪声预测模型，同时对该高速附近某小区敏感点的噪声现状进行了监测，同步进行了车速和车流量的统计，故本次模型的计算结果以实测数据为标准进行验证。

2.1 车流量的选择

根据该项目于2008年完成的环境影响评价报告书，其环评期间采用FHWA模型对车流量预测数据如表1所示。由结果可知，路段1车流量预测值高于路段2。

表1 环评报告中车流量预测数据 辆/h

同时，我们对监测路段车流量进行了实测统计，对应路段1段，所得数据见表2。

表2 2017年2月监测小区路段车流量实测数据 辆/h

由环评时的预测数据与现阶段实测数据对比可知，实测车流量与预测数据相比，车型比差别较大，夜间实测车流量远远超过预测车流量。保守起见，本次计算，两个路段均采用实测的车流量数据进行验证和预测。

2.2 速度的选择

根据环评报告，本研究设计速度为100 km/h。中车、大车分别为设计速度的90%和80%计，夜间速度按昼间80%计。本次验证计算采用速度如表3所示。

表3 计算模型的车速取值 km/h

2.3 计算结果

根据FHWA公路交通噪声预测模型，结合该敏感点工程情况确定的各种参数，监测小区的贡献值如表4所示。

该工程由六车道扩建到八车道后，经预测，该敏感点的昼、夜噪声分别由扩建前62 dB（A）、55 dB（A）增加为 72 dB（A）、65 dB（A）左右，扩建前后相差10分贝左右。考虑到该扩建项目叠加背景值不受本项目交通噪声影响，基本可忽略背景值的影响。因此表4中计算的贡献值（70 dB（A）左右）认为等于叠加背景值后的预测值。

表4 监测小区噪声贡献值计算结果

对比监测小区的监测值和贡献值可知，昼间计算值偏高 1.2 dB（A），夜间偏高 0.6 dB（A）。考虑到实际行车速度与设计速度不同，夜间车速的降低等因素，本次模型的计算结果与实际较为符合。本次计算采用设计车速的数值进行计算，因此预测结果可能偏高，可较为保守地对噪声影响进行估算。

3 满足声环境功能区划的速度要求

本阶段研究旨在计算，在现状情况下仅改变行车速度，当贡献值满足声环境功能区划要求时，可取的最大行车速度，主要通过模型逆向计算。

本次试算的5个敏感点均位于广州段。根据其环评报告：“1.8环境评价标准”章节，已划分声环境功能区的城市区域，其评价标准按《城市区域环境噪声标准》（GB 3096-2008）执行；公路和匝道防护栏外纵深距离30 m以内的区域执行4类标准，30 m以外的区域执行2类标准，根据以上标准回复函，本工程广州路段评价范围内学校执行2类标准，其余居民区、村庄敏感点均按公路和匝道防护栏外纵深距离30 m以内的区域执行4类标准，30 m以外的区域执行2类标准。

故本次计算的5个敏感点均执行2类标准。同样，考虑到贡献值计算是考虑扩建后的车流量包含原车流量，对于预测值需要叠加无交通噪声影响的背景值，而一般无交通噪声情况下的背景值均在30～40 dB（A）左右，故与扩建后贡献值叠加后，基本可忽略背景值的影响。

表5 满足声环境功能区划的速度要求

根据以上计算结果，要达到噪声贡献值满足声环境功能区划要求的目的，那么反推高速的小车行车速度需不高于19 km/h，这个计算结果在高速公路的实施过程中不现实，因此需要在后续的建设过程中，必须实施噪声减缓措施。

4 各车型按设计车速80%的降噪效果

本项目设计速度为100 km/h，当按80%设计车速行驶时，即V=80 km/h，其噪声影响效果见表6所示。降速后各车型昼夜速度取值见表7。

表6 按设计车速80%的降噪效果

表7 降速后各车型昼夜速度取值 km/h

由以上结果可知，当按照设计速度的80%行驶时，5个敏感点均超标，昼间超标范围为6.4～13.2 dB（A），夜间超标范围为 9.4～16.1 dB（A）。

当设计速度降为80%时，该5个敏感点昼、夜的降噪量均在2.5～2.6 dB（A）左右。

5 不同车型不同设计车速下的降噪效果

考虑到路网规划的不断完善及不同车型的车辆行车速度的不确定性，在 V小=120 km/h、V中=90 km/h、V大=80 km/h，V夜=0.8×V昼的条件下，高速对敏感点的贡献值如表8所示。不同设计车速下各车型昼夜速度取值见表9。与原设计速度（见表3）相比，仅对小车的昼夜行驶速度进行了20%的提升，中车、大车速度不变。

由以上结果可知，当大、中、小车分别按照不同设计速度行驶时，5个敏感点均超标，昼间超标范围为 9.6～16.3dB（A），夜间超标范围为12.8～19.4dB（A）。

当按照表9设定的车速行驶时，与设计速度相比，该5个敏感点昼、夜的噪声增量在0.6～0.9 dB（A）左右，夜间增量略高于昼间。

表8 不同车型不同设计车速下的降噪效果

表9 不同设计车速下各车型昼夜速度取值 km/h

6 结论与建议

综上所述，可得以下结论：

a）根据导则提供的FHWA公路交通噪声预测模型对高速敏感点“监测点位”的预测结果，与实际监测值对比可知，昼间计算值偏高1.2 dB（A），夜间偏高0.6 dB（A）。考虑到实际行车速度与设计速度不同，夜间车速的降低等因素，本次模型的计算结果与实际较为符合，可较为保守地对噪声影响进行估算。

b）本阶段研究旨在计算，在现状情况下仅改变行车速度，当贡献值满足声环境功能区划要求时，可取的最大行车速度。根据以上计算结果，要达到噪声贡献值满足声环境功能区划要求的目的，则高速的小车行车速度需不高于19 km/h。

c）由以上结果可知，当按照设计速度的80%行驶时，5个敏感点均超标，昼间超标范围为6.4～13.2 dB（A），夜间超标范围为 9.4～16.1 dB（A）。

当设计速度降为80%时，该5个敏感点昼、夜的降噪量均在2.5～2.6 dB（A）左右。

d）由以上结果可知，当大、中、小车分别按照不同设计速度行驶时，5个敏感点均超标，昼间超标范围 为 9.6～16.3 dB（A），夜 间 超 标 范 围 为 12.8～19.4 dB（A）。

当按照表9设定的车速行驶时，与设计速度相比，该5个敏感点昼、夜的噪声增量在0.6～0.9 dB（A）左右，夜间增量略高于昼间。