CADNA/A在南京市城市交通噪声预测中的应用

徐文文 许雪记 殷承启 周 超

（中设设计集团股份有限公司 江苏南京 210000）

引言

近年来，南京市综合交通现代化建设取得了快速进展，有效缓解了日益增长的交通压力。但由于交通量的快速增长，南京市主城区多条快速路（高架桥）的交通噪声污染也日益突出，周围居民的生活环境因此受到很大影响，交通噪声扰民投诉不断增多，此类问题已不是个案，涉及面较广，已成为“城市病”的主要表现形式之一，有关资料表明，城市环境噪声中有70%左右来自交通污染[1]。随着世界许多国家对交通噪声机理的研究，发现交通噪声定点监测这种研究方法耗资过大，且获得的数据有时也很难保证典型性和客观性。因此，20世纪80年代以来各国又进行了关于交通噪声的预测研究，其中主要有美国联邦高速公路管理局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[3]，德国交通部公路建设司发布的以等效连续A声级LAeq为评价指标的RLS90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。国内目前还没有正式的官方标准交通嗓声预测模型，基于德国RLS90模型开发的Cadna/A软件在我国当前的环境影响评价以及其他噪声预测评价工作中也有着较为广泛的应用。

1 关于噪声预测软件Cadna/A

Cadna/A是基于德国RLS90通用计算模型的噪声模拟预测软件，RLS90模型对道路车流量、车型比、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。该软件主要计算依据包括HJ2.4-2009、RLS90、ISO9613等标准，并采用专业领域内认可的方法进行修正，计算精度经德国环保局检测得到认可，并已通过环保部环境工程评估中心评审认证，软件可以三维模拟区域声级分布。

2 CADNA/A在南京市城市交通噪声预测中的应用

选取南京市主城区应天大街高架快速路段，高架设计车速为80km/h，高架高度约为10m，基于南京市交管局相关路段道路交通视频监控资料，采用人工计数法统计相应路段和时段的车流量以及车型比数据，所统计数据与《南京市主城区道路交通运行状况年度分析（2015）》公布的数据有较好对应性。选取应天大街沿线典型敏感点，通过Cadna/A软件对交通噪声纵向传播规律以及水平传播规律进行分析，探讨Cadna/A软件在南京市城市交通噪声预测中的应用。

2.1 代表性敏感点分析与讨论

华润悦府位于应天大街旁，属于高架段快速路旁的代表性敏感点，临路首排、二排楼层高度为32层，首排距应天大街高架中心线70m，二排距应天大街中心线137m，根据交通量统计，噪声预测时，昼间采用平峰时间中午12:00，夜间采用最不利时段22:00交通量数据，利用Cadna/A预测华润悦府受应天大街高架影响的噪声分布情况，详情见图1。结合图表可知，应天大街代表性敏感点华润悦府临路首排各楼层昼夜噪声值均超过标准限值，超标率为100%，华润悦府首排昼间噪声最大值为70.2分贝，夜间噪声最大值为65.6分贝，均出现在7-11层，昼间最大超标量为10.2分贝，夜间最大超标量为15.7分贝。华润悦府二排昼夜噪声基本超标，昼间最大噪声值为63.3分贝，夜间最大噪声值为59.5分贝，21层以上楼层噪声已趋于稳定，昼间最大超标量为3.3分贝，夜间最大超标量为9.5分贝。由上述可见，华润悦府敏感点在昼夜高峰期时，噪声超标较严重。

图1 华润悦府噪声垂直分布折线图

2.2 声屏障降噪效果预测

以内环南线段华润悦府首排为例，研究不同高度直立型声屏障，不同延伸长度声屏障、中分带侧分带声屏障以及全封闭声屏障的降噪效果。

2.2.1 不同高度声屏障降噪效果研究

在应天大街高架侧分带设置3m、4m以及5m直立型声屏障，声屏障在敏感点两侧延伸80m，华润悦府垂向预测结果见图4，华润悦府首排各楼层不同高度声屏障预测值见表2。

结合图表可知，因华润悦府段车流量大，声源数值高，道路侧分带安装直立性声屏障后，首排仍难以达到2类标准，对比各种类型声屏障降噪效果，可见3m直立式声屏障可较好遮挡7层及以下楼层，7层以上降噪效果较差；4m直立式声屏障可较好遮挡9层及以下楼层，9层以上降噪效果较差；5m高直立型声屏障可较好遮挡13层及以下楼层，13层以上降噪效果较差，由此可以看出，对于华润悦府首排敏感点，普通直立性声屏障的遮挡效果一般，仅对低楼层具有较好的降噪效果。

图2 3m、4m、5m高度声屏障下华润悦府声场分布

2.2.2 不同长度声屏障降噪效果研究

以在应天大街高架侧分带设置5m声屏障为基础，探讨声屏障在华润悦府两侧延伸40～120m（每间隔20m）的情况下，华润悦府首排的噪声分布情况，详情见下图，由图可以看出，增加声屏障长度，对于13层以上噪声改善效果较差，对于13层以下，声屏障在敏感点两侧延伸距离从40m增加到80m时，噪声可降低1～2分贝，对于80m以上，再增加声屏障长度时，降噪量的改善效果较差，因此对于华润悦府，综合降噪效果以及经济因素，声屏障在两侧延伸80m最合适。

图3 不同长度声屏障下华润悦府敏感点昼夜噪声预测值

2.2.3 其他形式声屏障降噪效果分析

通过上述分析可以看出，对于华润悦府敏感点，在高架侧分带安装5m高声屏障，并延伸80m，首排仍难以达到2类标准，有必要探讨在高架侧分带以及中分带安装声屏障以及安装全封闭声屏障的降噪效果，安装双道声屏障以及全封闭声屏障的华润悦府垂向噪声预测见下图。

由图可以看出，对于7-19层敏感点，在侧分带以及中分带安装声屏障相比于仅在侧分带安装声屏障增加1～3分贝的降噪量，对于19层以上以及7层以下，安装双道声屏障与安装单声屏障的降噪效果基本类似；由图可以看出，安装全封闭声屏障的降噪效果较好，对于低楼层敏感点，可达2类标准，对于敏感点高层，相比于安装普通声屏障，降噪量可增加5分贝以上。

图4 不同形式声屏障下华润悦府敏感点昼夜噪声预测值

2.3 Cadna/A模型验证

以应天高架内环南线处宏瑞广场为例，通过对宏瑞广场监测得出该敏感点噪声现状，并记录实时车流量，将弘瑞广场各楼层室外噪声实测值以及相同源强下利用Cadna/软件计算的结果进行比对，详情见表，通过对比发现，二者有着较高度的吻合性，由此可见，Cadna/A模型在城市快速路中的预测结果是可信的。

图6 敏感点噪声实测值与预测值对比

结语

利用Cadna/A软件对南京市主城区应天高架沿线典型敏感点进行声环境质量进行模拟分析，将模拟值与实测值进行了对比验证，重点探讨不同形式声屏障的降噪效果，有助于针对不同楼层的影响程度采取具体的噪声控制措施，避免因采取统一的降噪手段而造成不必要的浪费，得出的主要结论有以下几点：

（1）首排噪声垂直分布峰值并非出现在与道路水平楼层，峰值往往出现在相对较高的楼层，其具体高度与首排距离道路边界线距离呈正相关。对于华润悦府敏感点，噪声预测值最大值昼夜均出现在7-11层。

（2）临路首排随着楼层升高达到一定高度噪声值在1-2分贝内窄幅震荡趋于稳定，没有明显衰减。第二排噪声垂直分布情况由于绕射现象，峰值均出现在较高层。

（3）以华润悦府首排为例，研究不同高度直立型声屏障，声屏障不同延伸长度，中分带侧分带声屏障以及全封闭声屏障的降噪效果，通过预测可以看出护栏上3m高声屏障对于7层及以下楼层的降噪效果较好，4m高声屏障对于9层及以下楼层的降噪效果效果较号，5m声屏障对于13层及以下楼层的降噪效果较好；声屏障在敏感点两侧延伸40～120m时，综合降噪效果以及经济因素，80m的延伸长度最合适；中分带以及侧分带双道声屏障相比于侧分带单声屏障对于7～19楼层可增加1～3分贝的降噪量；对于敏感点高层，全封闭声屏障相比于普通声屏障可增加5分贝的降噪量。

（4）在限速模拟中可知，应天大街高架限速每降低10km/h，华润悦府首排每层噪声预测值降低1～2分贝。