6第六章 道路交通其他环境问题

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1、第六章道路交通其他环境问题第一节道路交通振动环境影响防治一、道路交通振动的测量(一)道路交通振动的传播道路交通振动是指由道路上行驶车辆的激振而产生的地面振动，因而道路交通振动很大程度上取决于道路结构和地质条件。振动在半无限弹性介质中(如地面)传播时，在弹性体内产生纵波(压缩波)和横波(切变波)，同时还存在一种沿表面传播的波，称为瑞利表面波。介质内纵波和横波的传播速度表达式如下：道路建设期、营运期除对生态环境、声环境、水环境和环境空气有影响外，还会产生振动、社会环境、景观环境等其他环境问题。瑞利表面波(

2、R波)的波速VR与横波的波速VS之间有如下关系由地表面激振的波动理论分析，点振源上、下方向振动，表面瑞利波的振幅以传播距离r-1衰减，地表内(地基中)纵波和检波的振幅以l/r2衰减。对于线振源，纵波和横波的振幅以1/r衰减。实际上道路交通振动随传播距离的衰减与地质条件有关，软土地基比一般粘土地基随距离衰减要小，一般粘土地基比砂砾地基随距离衰减亦小，岩石地基随距离衰减最小。据资料介绍，在道路边测得振动在水平面内的分量比垂直面内上、下方向的分量要小得多，而且距道路边越远，表面波的波动越占优势，但是表面波一

3、旦进入地表内便迅速衰减。(二)道路交通振动的测量反映振动强弱的物理量是振动的位移(y)、速度(v)和加速度(a)，三者之间有如下关系式中w为振动的圆频率(w=2πf)。对于道路交通振动，其振动频率(f)由车辆的固有频率和路面的凹凸不平产生的综合作用，其中由路面的凹凸不平产生的振动影响占支配地位。与噪声相类似，振动的位移、速度和加速度等也可用分贝数来表达他们的相对大小，国家标准《城市区域环境振动测量方法》(GB10071-88)规定采用振动加速度级。振动加速度级的定义是，加速度与基准加速度之比值以10为

4、底的对数乘以20，记为VAL，单位为dB。其表达式为：一般采用铅垂向的Z振级表示振动的强弱。Z振级是按路ISO2631/1-1985规定的全身振动z计权因子修正后得到的振动加速度级，记为VL，单位为dB。测量振动的方法较多，最简单的是用振动级计直接测定环境振动的加速度级。振动级计采用加速度计作为测量振动加速度的传感器(拾振器)，测量时传感器的底座平稳地安置在平坦而坚实的地面上。在野外测量时，先将传感器固定在一平整的平板上，再将平板安置在经压实的地面上。平板的尺寸和质量要尽可能的小，以使对振动的影响可以

5、忽略不计。测量点设置在各类建筑物室外0.5M以内的振动敏感点，必要时可置于建筑物室内地面的中央。应用传感器和磁带记录仪可以将振动信号记录下来，再用信号分析仪对记录的扳动信号进行分析，可获取振动频率、加速度、速度和位移等振动参数。二、振动对人体的影响和振动标准(一)振动对人体的影响振动通过人体各部位与其接触而产生作用，根据振动作用范围的不同，对人体的影响可分为全身振动和局部振动两种。全身振动是指人体直接站(或坐)在扳动体上所受的振动，局部振动是指人体只有部分部位(如手)与振动体接触所受的振动。出于道路交

6、通振动激起的是地面振动，所以对人体的影响是全身的，车内的乘客振动亦是全身的。人体对振动的反应相当于一个复杂的弹性系统，当振动的频率与人体的某些固有频率一致(或接近)时，因产生共振而对人体的影响特别大。实验表明，人体对频率2-12Hz的振动感觉最敏感，对低于2Hz或高于12Hz的振动，敏感性逐渐减弱。人体全身垂直振动时，在频率4-8Hz范围内有一个最大的共振峰，称第一共振频率，它主要由胸腔共振产生，对心脏、肺脏的影响最大。在频率10Hz附近存在第二个共振频率．主要由腹腔共振产生，对肠、胃、肝脏等的影响较

7、大。人体其他器官的共振频率头部为25Hz．手为30-40Hz，上下颇为6-8Hz，中枢神经系统为250Hz。频率给定时，振动对人体的影响主要决定于振动的强度。其次与振动的暴露时间也有很大关系，短暂时间可以容忍的振动，在长时间就可能不能容忍。当振动增强到某一程度人就感到不舒适，这是人对振动的心理反应。当振动继续增强，人对振动产生心理反应的同时产生生理反应，与此相应的振动强度叫做疲劳阈。当振动强度超过疲劳阈时，人的神经系统及其功能会受到不良影响。如果振动进一步增强，达到极限闻强度时，对人不仅有心理及生理影

8、响，还会产生病理性损伤。长期在超极限阈的强烈振动下工作，会使感受器官和神经系统产生永久性病变，这种由振动引起的病变叫做振动病，它的全身症状是头晕、头痛、烦躁失眠、食欲不振和疲乏无力等，局部症状是承受强烈振动的部位，如手、肘肩关节等发生损伤，手指肿胀僵硬，手臂无力等。(二)振动容许标准振动容许标准有两类，一类是关于人的健康所建立的标准，另一类是关于机器设备、房屋建筑及特殊要求(如天文台、文物古迹等)所制定的标准。下面介绍前一类标准，关于后一类标准请查阅有关