基于Cadna/A的高速公路互通区噪声预测研究

许聪 徐文文

摘要：以无锡-宜兴高速为例，选取沿线典型互通区域，在对Cadna/A软件用于高速公路噪声预测的可行性进行验证的基础上，通过软件对高速公路互通区的不同交通噪声源进行模拟，确定主要噪声源，针对主要噪声源，分析不同高度声屏障的降噪效果，为采取更为合理的声环境保护措施提供依据。

关键词：高速公路互通区;噪声;Cadna/A;声屏障

中图分类号：X827 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）10-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.141

Abstract：Taking Wuxi-Yixing Expressway as an example， the typical Freeway Interchange is selected. On the basis of verifying the feasibility of Cadna/A software for highway noise prediction， the different traffic noise contributions of the interchange area are simulated through the software.Identify the main noise sources and analyze the noise reduction effects of different height sound barriers against the main noise sources，to provide a basis for taking more reasonable sound environmental protection measures.

Key word：Freeway interchange;Noise;Cadna/A;Sound barriers

江苏高速公路是中国华东地区重要的交通枢纽。近年来江苏省高速公路建设突飞猛进，已形成“五纵九横五连”的高速公路网，高速公路密度已居全国各省区之首，全省所有的县级行政区都有高速连通[1]。随着城镇化进程加快、私人车辆增多、公路运输行业的迅猛发展，高速公路交通噪声对沿线居民的影响越来越大，已经引起了大量扰民投诉、地方矛盾纠纷。目前高速公路居民关于环境保护问题的投诉中，绝大部分是噪声问题，交通噪声的污染与控制已成为社会关注的热点问题[2]。高速公路互通区的噪声源一般由高速公路、相交道路和多条互通匝道构成，这三类交通噪声源的车速、车流量、高差等预测参数差异较大，声场分布较为复杂，且对周边噪声影响较大，如何有效地对高速公路互通区的噪声传播规律进行模拟分析，是缓解该区域声环境敏感点噪声影响的重要手段[3]。

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，国内目前还没有正式的官方标准交通噪声预测模型，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[4-6]。

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在高速公路噪声预测中的验证

以锡宜高速现状道路为例，选取K107+400～ K124+700路段中的8处敏感点，通过对上述敏感点1楼监测得出该敏感点噪声现状，并记录实时车流量，将室外噪声实测值与相同源强下利用Cadna/软件计算的结果进行比对，详情见图1，通过对比发现，二者有着较高度的吻合性，实测值与预测值分贝差值低于2dB（A），由此可见，Cadna/A模型在高速公路中的预测结果是可信的。

3 CADNA/A在高速公路互通区噪声预测中的应用

本次高速公路选择的为江苏省锡宜高速，起点位于无锡市北部堰桥镇，接沪蓉高速公路沪宁段（G42），终点位于宜兴市西的新街镇接长深高速公路宁杭段（G25），为双向8车道，设计车速为120km/h，其中以陆区互通为研究对象，陆区互通位于K127-K128路段之间，相交道路为陆马公路，运营中期各交通量见表1，互通段共有2处敏感点，分别为邵家桥和季格里。

通过将主线、匝道交通量以及车型比等数据输入至Cadna/A软件，根据导入的地形资料、构建的高速公路声源、敏感点预测模型，预测处陆区互通区的噪声平面以及吹响等声级线图见图2，两处敏感点处的噪声预测值见表2，从图表可知，相比于主线交通贡献值，匝道的贡献值基本可忽略不计，本互通相交道路为普通国省干道，其交通噪声贡献值相比于主线高速公路也偏低，高速公路主线为互通区的主要交通噪声源，因此，对于该互通区，降低高速公路主线的噪声影响为提高敏感点声环境质量的重点。

4 不同声屏障降噪效果预测

通过上述分析可知，对于本项目互通段，控制高速公路主线噪声影响仍然为缓解交通噪声影响的重要手段，在高速公路侧分带设置3m、4m以及5m直立型声屏障，声屏障在敏感点两侧延伸80m，在软件中以距离道路中心线60m处设置不同高度敏感点，分析不同高度声屏障对于敏感点降噪效果，不同高速情况下敏感点处垂向声场分布图见图3。对比各种类型声屏障降噪效果，可见3m直立式声屏障可对7层及以下敏感点产生较好的噪声遮挡效果;4m直立式声屏障可对9层及以下敏感点产生较好的噪声遮挡效果;5m高直立型声屏障可对13层及以下的敏感点产生较好的噪声遮挡效果，一般来说，高速公路沿线较少出现高于10层的声环境敏感点，因此对于高速公路沿线，4～5m高直立型声屏障可有效降低高速公路对于沿线敏感点的影响程度。

5 结论

（1）通过对比验证，Cadna/A可有效地对高速公路以及互通区的噪声影响情况进行仿真模拟，通过模拟可知，匝道的贡献值相比高速公路主线基本可忽略不计，相交道路如为普通国省干道，其交通噪声贡献值相比于主线高速公路也偏低。（2）高速公路主线为互通区的主要交通噪声源，对于互通区，降低高速公路主线的噪声影响为提高敏感点声环境质量的重点。（3）以距离高速公路中心线60m的声环境敏感点为例，通过Cadna/A模拟不同高速声屏障的降噪效果，可知3m直立式声屏障可对7层及以下敏感点产生较好的噪声遮挡效果;4m直立式声屏障可对9层及以下敏感点产生较好的噪声遮挡效果;5m高直立型声屏障可对13层及以下的敏感点产生较好的噪声遮挡效果，对于高速公路沿线，4～5m高直立型聲屏障可有效降低高速公路对于沿线敏感点的影响程度。

参考文献

[1]柯文前，陈伟，陆玉麒，等.基于高速公路流的江苏省城市网络空间结构与演化特征[J].地理科学，2019，39（03）：405-414.

[2]陈琳，叶颖，唐运，等.高速公路交通噪声对小区声环境的影响分析[J].广东公路交通，2019，45（05）：189-192.

[3]杨记芳.高速公路交通噪声变化趋势及相关性研究[J].山西交通科技，2019（01）：64-69.

[4]焦蓉婷，沈强. Cadna/A 软件在公路噪声预测中对学校的分析[J].黑龙江环境通报，2018，42（2）：40-45.

[5]刘培杰，孙海涛，王红卫.噪声模拟软件Cadna/A在交通噪声预测评价中的应用[J].电声技术，2008（07）.

[6]关于德国Cadna/A环境噪声模拟软件系统鉴定意见[Z].国家环保总局：国环评中心文〔2001〕7号.

收稿日期：2020-07-28

作者简介：许聪（1989-），男，硕士研究生，工程师。