基于交通量的高速公路防噪声距离制订

刘晓华，殷承启，吴贤斌，叶秋霞，张 玮

（1.江苏省生态环境评估中心 江苏省排污权登记与交易管理中心，江苏 南京 210036；2.华设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210014）

0 引言

交通噪声是高速公路的重要环境影响因素。《中华人民共和国环境噪声污染防治法》第十二条规定：城市规划部门在确定建设布局时，应当依据国家声环境质量标准和民用建筑隔声设计规范，合理划定建筑物与交通干线的防噪声距离，并提出相应的规划设计要求。防噪声距离是减轻高速公路噪声影响最经济有效的一种手段。北京、上海、江苏等省（市）已各自提出100 m 至200 m 不等的地方性的高速公路防噪声距离建议[1-2]，但国家层面尚未出台高速公路防噪声距离的统一规定。目前各地规定的防噪声距离均为单一数值，未考虑交通量的影响。根据国内不同高速公路的噪声实测结果[3-8]，不同交通量条件下高速公路的防噪声距离存在明显差异。单一数值的防噪声距离在实施中势必造成高交通量公路两侧防噪声距离不足和低交通量公路两侧土地资源浪费的情形。针对上述问题，研究制订不同交通量条件下的高速公路防噪声距离，对高速公路沿线规划控制实施差异化和精准化管理，有利于协调噪声防治与土地开发之间的关系，有力支撑高速公路的高质量发展。

1 研究方法

1.1 总体思路

基于交通量的高速公路防噪声距离制订按照以下步骤开展：

（1）以若干典型高速公路的噪声实测数据为基础，采用回归拟合方法获得噪声级与距离的数学关系，以达到GB 3096—2008《声环境质量标准》2 类声环境功能区夜间标准限值（50 dB(A)）为标准，由所得数学关系获得不同实测交通量下的噪声达标距离；

（2）对于（1）所得的不同交通量下的噪声达标距离数据组，通过回归拟合方法获得噪声达标距离与交通量的数学关系；

（3）以（2）所得数学关系推算目标交通量条件下的噪声达标距离，并以此噪声达标距离作为防噪声距离。

1.2 噪声级与距离的关系拟合

高速公路噪声实测数据具有以下结构：第i个高速公路监测断面处共设置j个监测点开展同步监测；各监测点与公路中心线的距离序列为X1，X2，……，Xj（单位：m）；对应各监测点同步监测的昼间噪声级序列为L1d，L2d，……，Ljd（单位：dB(A)），夜间噪声级序列为L1n，L2n，……，Ljn（单位：dB(A)）；噪声监测时同步观测的昼夜小时交通量分别为Ndk，Nnk，其中k=S，M，H，分别代表小型车、中型车、大型车，车型分类按照JTG B03—2006 《公路建设项目环境影响评价规范》附录C。

噪声级的衰减遵循对数规律。以距离序列{Xj}为横坐标、噪声级序列{Lj}为纵坐标，对实测数据进行对数回归，得到噪声级与距离的拟合公式如下：

式中：X为与公路中心线的距离；Y为距离X处的噪声级；a，b为常数。

将同步观测的昼夜小时交通量换算为该高速公路的日交通量Ni，换算公式如下：

1.3 噪声达标距离与交通量的关系拟合

令（1）式中的Y为2 类区标准限值50 dB(A)，获得2 类区达标距离结果序列{ri}。以{ri}为纵坐标，以（2）式计算所得的日交通量序列{Ni}为横坐标，对噪声达标距离-日交通量数据进行拟合，获得噪声达标距离r与日交通量N的函数关系r=f（N）。

根据HJ 2.4—2009《环境影响评价技术导则声环境》 附录A.2 推荐的公路交通运输噪声预测模式（其中车速计算公式参照JTJ 005—1996 《公路建设项目环境影响评价规范（试行）》附录B），假设Ls 为噪声标准值，Lw 为单车辐射声级，V为车速，T为时间，a，b，c，d均为常数，不考虑除地面效应（Agr）之外的其他衰减项。

当T=1 h 时有：

LS=(b-10)lg(cNd)+101gN-101gr+Ag r-7.25+a

令b’=b-10，K=Agr-7.25，则有：

LS=（b'd+10）lgN-101gr+K+a+b'lgc

上式可变为：

根据（3）式，噪声达标距离r与日交通量N之间近似为幂函数关系，因此采用幂函数回归拟合两者之间的数学关系。

1.4 不同交通量条件下的防噪声距离确定

以江苏省高速公路网为例，利用拟合的噪声达标距离r与日交通量N关系式推算不同交通量条件下的噪声达标距离。根据江苏省高速公路网交通量观测数据统计，按95%保证率，各路段交通量介于1万pcu/d 至14 万pcu/d 之间，因此推算交通量为2，4，6，8，10，12，14 万pcu/d 条件下的高速公路噪声达标距离，并将其作为防噪声距离。

2 研究数据

研究样本数据来源于2007年至2019年期间江苏省7 条高速公路的共13 组噪声衰减断面实测值。研究样本涵盖国道和省道，四车道、六车道、八车道高速公路，交通量从2 万pcu/d 至10 万pcu/d 不等，可代表江苏省高速公路噪声污染的特征。每个断面的实测数据均包含垂直于公路中心线不同距离处的若干个监测点的噪声同步监测值，监测因子为20 min 等效连续A 声级，以及噪声监测期间同步观测的大、中、小型车车流量。噪声监测点断面布置在开阔平坦的旷野中，距离地面以上1.2 m，与公路之间无明显声屏障或建筑物遮挡，监测路段路基高差小于3 m。监测方法按照GB 3096—2008《声环境质量标准》。研究样本信息见表1，研究样本数据见表2。

表1 江苏省典型高速公路噪声实测数据样本信息

表2 江苏省典型高速公路噪声实测数据样本数据

3 防噪声距离制订

3.1 高速公路噪声与距离的函数关系拟合

根据研究样本数据拟合的高速公路噪声级与距离的函数关系式见表3。由表3 可知，噪声级与距离回归方程的相关系数γ 基本大于0.9，表明高速公路沿线噪声级与距离的对数值有显著的相关性。

表3 典型高速公路噪声级距离衰减相关性分析及达标距离拟合值

3.2 高速公路达标距离与交通量的函数关系拟合

以夜间噪声达到2 类声环境功能区标准限值，按表3 中C 列的回归方程计算F 列交通量下的噪声达标距离，结果见表3 的E 列。以表3 中E，F 列数据绘制噪声达标距离与交通量的关系曲线，见图1。

图1 噪声达标距离与交通量拟合关系

根据图1 拟合得到噪声达标距离与交通量的函数关系为：

r=105.95N-0.4884

γ=0.663 6

3.3 高速公路防噪声距离制订

根据（4）式计算，得到不同交通量条件下高速公路噪声达标距离，并将该噪声达标距离作为相应交通量条件下的防噪声距离，见表4。表4 中防噪声距离的应用条件为：高速公路两侧开阔地，声环境质量满足2 类声功能区夜间标准限值（50 dB(A)），防噪声距离为受声点距离公路中心线的距离。

表4 不同交通量条件下高速公路防噪声距离值

4 结论与建议

利用江苏省典型高速公路噪声实测数据拟合获得不同交通量条件下的高速公路防噪声距离值如下：当交通量为2 万pcu/d 时，防噪声距离为公路中心线外150 m；当交通量为4 万pcu/d 时，防噪声距离为公路中心线外210 m；当交通量为6 万pcu/d时，防噪声距离为公路中心线外250 m；当交通量为8 万pcu/d 时，防噪声距离为公路中心线外290 m；当交通量为10 万pcu/d 时，防噪声距离为公路中心线外330 m；当交通量为12 万pcu/d 时，防噪声距离为公路中心线外360 m；当交通量为14 万pcu/d 时，防噪声距离为公路中心线外380 m。

针对不同交通量的高速公路，城乡规划部门在制订公路沿线土地利用规划和审批建设项目规划时，建议按照防噪声距离控制噪声敏感建筑物与高速公路的距离。在高速公路防噪声距离内，不宜规划新建住宅、学校、医院、疗养院等噪声敏感建筑物；确需建设的，应优化建筑物平面布局，充分利用临路非敏感建筑的遮蔽效应，同时强化噪声敏感建筑物自身的隔声措施，保证室内声环境质量满足相应功能要求。