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1、林带对交通噪声衰减的效果研究及公路防噪林带设计48环境工程2005年4月第23卷第2期棘带对交通噪声衰凛硇效果研夯及公路防噪棘带设计周敬宣丁亚超李恒李艳萍(华中科技大学环境科学与工程学院,武汉430074)摘要采用一套试验方案,对8处林带降噪效果进行测试,得出了林带总的衰减,愈量衰减与宽度,能见度的定量关系,并对衰减效果进行了频谱分析,为公路防噪林带的设计提供了依据.关键词交通噪声林带降噪效果防噪林带设计1介绍林带被认为是自然降噪物,尽管林带不像实体墙那样能成为隔离空气声传播的有效屏障,但树木有浓密的枝叶,比粗糙的墙壁吸声能力强,能够减少声音的反射.当噪声通过树木时,树叶表面的气孔和粗糙的
2、毛,吸收一部分声能,尤其能隔离高频的车辆噪声.又由于树木对声波有散射作用,通过枝叶摆动,使声波减弱而逐渐消失.枝叶吸收声能通过声场中空气分子动能转化为叶子的振动,因此,从声能中分离出来的振动能一部分因枝叶的摩擦转变为热能而散失.目前对于林带的降噪效果有很少的定量描述,早期的降噪研究主要是对准落叶林和松叶林,亚热带的树木会有不同的效果.此外,许多早期的研究只是对准某些树种,没有讨论树的种植密度,高度,长度,宽度,能见度与林带降噪效果的关系.因此不同种类的混和林带在这里得到研究,这项工作在多项因子可以控制的林带进行,研究的林带参数包括能见度,高度,宽度,长度,研究了8处林带的噪声综合衰减,通过
3、实验结果表明降噪量和能见度,宽度的关系,对于公路防噪林带的设计具有一定的指导意义.2方法和材料2.1材料,林带测量为了得到林带降噪关系与林带宽度,高度,能见度等参数的定量关系,我们对武汉一些地区的林带(华工校园内,瑜珈山下,珞瑜山下等处)进行了实验观测.林带要求长度>50m,宽度40m以上,林带周边噪声在48-I-2dB(A).由于林带密度是不容易确定的,因此此处采用了能见度,即一个物体变得模糊不清的林带距离,作为密度的表征.这里确定的能见度参考Eyring和Embleton方法.选取的8处有代表性的林带参数见表1.表1各测量林带处植被特性表2.2声源制作将交通噪声录下来并且进行编辑
4、作为试验的声源.于2004年4月12日记录珞瑜路关山口附近高*湖北省孝襄高速公路指挥部资助项目峰期交通声源,录下来作为没有编辑噪声.从中间找出5s声压级波动很小的一段,并且将这段录音反复用专用录音设备录下来,反复录60min,作为编辑噪环境工程2005年4月第23卷第2期49声源.对声音频段与声压级关系进行分析,记录声源(50W扬声器)外5nl处各个频带的声压级,见图1,等效声压级73.7dB(A),频率分布主要在250Hz,500Hz,1kHz,2kHz,4kHz5个频段.由于编辑的声源波动小,平均稳定声压级获得时间短,在声源1m外进行多次测量求平均值,找到声压稳定的次数为10次,有效消
5、除了声源误差.§要巅幽杖各倍频程/}Iz图1编辑声源5m外各频带声压级曲线2.3实验方案在每个林带处测量时,声级计放在中心线两边2.5m横断线上,在每条横断线上,测点间距5m,从边界开始,依次标注5,10,15m…….5m处的声压级由中心线对称的两个点平均求得.用同样方法测得空旷场地噪声,从而可求得林带的愈量衰减.实验方案见图2,图3.试验在2004年56月进行,声源(扬声器50w)放在林带1m外1.2m高的断面线上.声级计(AWA6270噪声频谱分析仪)放在1.2m高的测点上.待声源扬声器工作稳定后测量,每个测点测l0组数据,参数为三A和各中心频率处声压级.用总的衰减,愈量衰减描述,并对
6、林带降噪效果进行频谱分析.日三5m10m15m/测点f林带长度l.林带i三I是I空旷处图2测量方案平面图横断线横断线'图3测量方莱剖面图虽然气象影响声波的传播速度,一般认为分子吸收是微小的,当天气状况相似的条件下,气象影响是可以忽略的.因此试验在天气状况基本相同的条件下进行从而消除气候影响.为了增加试验精度,观测在风速<2m/s和晴天进行.3实验数据及结果按照上述布点测试方案,8处林带总的衰减情况见表2.表28处林带每5m总的噪音衰减表采用相同的测试布点方案,在没有林带处进行对愈量衰减,每10m林带产生的愈量衰减见表3.比观测,得出相应数据,从而求出仅有林带而产生的环境工程2005年
7、4月第23卷第2期表38处林带每10m的愈量衰减表4实验分析及对公路防噪林带的设计指导4.1实验数据分析声波衰减通过正常衰减和愈量衰减,正常衰减通过声波的球形脱离和前进中与空气分子摩擦,又称为距离作用,随距离增加而衰减.此外,由于声源与接收者间障碍物而产生反射,折射,散射,吸收作用,产生愈量衰减.由表3数据可把衰减效果分为3个区:1)有效降噪区:愈量衰减超过1.1dB(A),林带由低于11m能见度的浓密灌木组成;2)次级
