Cadna/A软件在成都茶店子下穿隧道工程运营期噪声预测的应用

Cadna/A软件在成都茶店子下穿隧道工程运营期噪声预测的应用

仝博伟欧阳峰

（西南交通大学，四川，成都610000）

摘要：德国Cadna/A软件是基于RLS90通用计算模型的噪声模拟软件，现已逐渐被环评领域内的专家学者所接受。利用Cadna/A软件，结合茶店子下穿隧道工程实例，建立三维仿真模型，模拟预测本工程对周围环境的噪声影响，并提出可行的噪声污染防治措施。

关键词：Cadna/A软件；交通噪声；预测

1料与方法

1.1资料来源

德国Cadna/A噪声预测软件现已广泛的应用于环境影响评价中。该软件是基于德国RLS90通用计算模型的噪声预测软件，其计算原理源于ISO9613-2:1996《户外声传播的衰减的计算方法》，考虑了噪声的衰减、散射、反射、吸收问题[1]。

本文运用Cadna/A软件对成都茶店子下穿隧道工程船槽段进行建模。茶店子下穿隧道工程设计时速60km/h，宽度27.1m，为沥青混凝土路面。

1.2预测模型构建

①源强确定

Cadna/A软件在进行道路交通噪声预测时，依据的是RLS90模式。根据该计算模式，接收点的平均声压级Lm是道路噪声辐射声级Lm,E（声源强）的函数。道路交通噪声辐射声级Lm,E由距车道中心线距离为25m处的自由声波的平均声级，并考虑车速、路面坡度、路面材质的影响修正而得。道路辐射声级Lm,E用式（1）表示：

Lm,E=Lm（25）+Dv+Dstro+Dstg（1）

式中：Lm（25）——距车道中心线距离为25m处的自由声波的平均声级；

Dv——对不同最高限速的修正；

Dstro——对不同路面材质的修正；

Dstg——对道路坡度的修正。

其中，Lm（25）的计算条件为：水平距离25m，SMA路面，限速100km/h，坡度<5%，距道路表面平均2.25m的高度声波自由传播。Lm（25）由下式获得。

LM（25）=37.3+10×lg[M×（1+0.082×p）]（2）

式中：M表示单车道每小时平均车流量。当进行多车道道路计算时，最外部两条车道的车流量为1/2M；P表示卡车所占百分率（载重量>2.8吨），基本相当于我国中型车（载重量为3.5~12吨）与大型车（载重量>12吨）之和占总车流量的百分比。

②计算预测点噪声级Lm

在考虑空气吸收、距离衰减、地面吸收、气象、地形地物等因素影响后，获得接收点的平均声压级Lm。对于多车道道路，则按照在最外部的两条车道上方0.5m处假设两条线声源进行计算。这两条线声源单独计算结果，然后进行能量叠加：

Lm=10×lg[100.1×Lm,n＋100.1×Lm,i]（3）

式中：Lm,n——为近距离最外部车道；

Lm,i——为远距离最外部车道；

1.3预测参数

①车流量

根据资料，昼夜车流量占比为8:2；根据现状调查统计结果，本段道路年度大、中、小型车占总流量的比例依次取1%、2%和97%。车型折算系数按大型车:中型车:小型车=2:1.5:1。由此折算出各路段自然车流量见表1。

表1各路段小时自然车流量表单位：辆/h

②道路路面材质修正

不同路面的修正量如下表。

表2在不同限速下的DstrO修正值单位:dB(A）

根据设计文件，道路工程及隧道工程路面均采用SBS改性沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-13，属低噪声路面，在不同车速下的SMA沥青混凝土低噪声路面噪声衰减修正量[2，3，4]如下表所示。

表3SMA沥青混凝土低噪声路面噪声衰减修正量单位:dB(A）

1.4工程交通噪声声场分布影响预测及分析

运用Cadna/A软件建立噪声预测模型，可以得出道路两侧各敏感点的噪声预测值。模拟的3D效果如图1。

图1船槽出露段3D模拟效果图

根据CADNA/A软件建立的噪声预测模型，本文选择水岸丽景小区进行分析。水岸汇景小区距离道路中心线为38m，临路为一栋30层居民楼。噪声预测结果见表。

表4水岸汇景小区（船槽段）分层噪声预测影响预测值—2020年

由表4可知，水岸丽景小区昼间无超标现象发生；夜间有存在不同程度的超标现象，夜间超过相应功能区标准要求0.6~8.8dB(A）。

2.污染控制措施

2.1降低声源噪声辐射

实施夜间车辆的管制，敏感路段限制夜间超速行驶；加强对汽车鸣笛的管理；加强城市道路的维护和管理，对受损路面及时修复，限制超速超重、超大型车行驶。

2.2声传播途径控制措施

船槽段具有独特的声源特性，表现为隧道口对隧道内噪声具有放大和扩散效应（喇叭效应），而隧道内声音经多次反射、叠加产生相对于开放空间更大的噪声值，且混响时间更长，将导致隧道附近交通噪声辐射水平增加。通过对下穿隧道两侧挡墙壁铺装吸声材料，可有效降低下穿隧道船槽段交通噪声贡献值。隧道引道两侧的挡墙结构采用重力式挡土墙，为实体围挡形式，在隧道出口处适当加高，可在一定程度上降低临路居民楼低楼层受公路交通噪声的影响。

2.3规划控制建议

建议在城市规划及建设过程中充分考虑道路交通噪声影响，按照上述达标距离进行布局和规划，并采取减轻、避免交通噪声影响的措施。

3.结论

通过对茶店子下穿隧道工程应用Cadna/A预测软件的预测分析，可以看出，Cadna/A预测软件可以精确地模拟道路两侧的实际状况，建立的模型真实感强，模型观察比较直观，了解、评价受体的噪声污染状况，为环保部门审批提供技术支持，为建设单位落实降噪方案提供相关的依据。

参考文献

[1]吴硕贤,E.Kittinger.考虑声散射的街道交通噪声预报模型[J].环境科学学报，1996,16(3):364-371；

[2]王彩霞：公路路面噪声降噪技术与防治方法研究[D].长安大学.2010年；

[3]王旭东：低噪声沥青路面结构设计研究[J].公路交通科技.2003年01期；

[4]张波：多孔性低噪声沥青混凝土路面的应用研究[D].山东师范大学.2005年.

作者简介：仝博伟（1993.09-），男，内蒙古自治区乌海人，四川省成都市西南交通大学环境工程专业，研究生。