РАЗДЕЛ 2
ИССЛЕДОВАНИЯ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА ПРИМАГИСТРАЛЬНЫХ
ТЕРРИТОРИЙ
2.1. Предпосылки к теоретическому моделированию источников транспортного шума
Большинство методологий расчета эквивалентного уровня шума (ЭУШ) касаются
прямых звуковых лучей, падающих в расчетную точку (РТ) при отсутствии экранов
(зданий, сооружений, зеленых насаждений), т.е. энергия отраженного звука не
учитывается и затухание звука происходит только вследствие рассеивания в
пространстве по известному большому объему поверхности, обратно пропорционально
квадрату расстояния до источника шума (ИШ).
Рассмотрим и мы схему равномерного движения автомобилей (ИШ) в свободном
звуковом пространстве мимо расчетной точки D (РТD). При этом отдельные
автомобили будем, как принято, отождествлять с точечным сферическим излучателем
звука. В качестве шумовой характеристики примем суммарное по спектру
среднеквадратичное значение звукового давления, скорректированное по шкале «А»
шумомера [21]. Примем, что звуковая неоднородность среды, вызванная движением
потока автомобилей, не повлияет на функцию среднеквадратичной величины
звукового давления в РТD от отдельных излучателей как и взаимное экранирование
автомобилями РТ.
Пусть автомобиль движется по прямой АВС (рис. 2.1) с постоянной скоростью , что
означает постоянство мощности излучателей [38]. При этом в РТD значение уровня
звука LA непрерывно и однозначно изменяется с течением времени, т.е. LA= f(t),
достигая максимального значения в точке В (рис. 2.2). Полупериод приближения ИШ
к РТD характеризируется изменением в ней уровня звука от LA= 0 до LA= LA max,
дБА. В полупериоде удаления ИШ от РТD уровень звука изменяется от LA= LA max до
LA= 0, дБА.
Рис.2.1 Схема построения функции вида rD2=f (t).
Рис.2.2 Квадрат эквивалентного звукового давления в расчетной точке свободного
звукового пространства от единичного точечного излучателя.
По рис. 2.1 можно определить период времени Т, в течении которого ИШ
воздействует на РТD. Очевидно, что при условно максимальном удалении в РТ
величина LAD= 0, дБА. На каком-то отрезке пути Z происходит изменение звукового
давления в пределах пороговых величин Р0, т.е. . Превышение уровня звукового
давления над пороговым значением Р02 можно представить в виде треугольной
фигуры площадью (рис. 2.2) или в виде эквивалентной ей прямоугольной фигуры
площадью FЭ, т.е. F=F=FЭ.
При движении двух автомобилей (ИШ) равной акустической мощности образование и
интерпретацию звукового давления в РТD можно представить в виде рис. 2.3.
Существует несколько методологий оценки эквивалентного уровня звука (ЭУЗ),
создаваемого автотранспортным потоком [5 - 10, 17, 21, 32 33, 38 - 40, 44, 50,
52, 55]. Предлагается использовать для расчета ЭУЗ формулы, таблицы,
номограммы, физические модели, специальные приспособления – шумографы и
эталоны. Подобные предложения являются результатами многолетних исследований
специализированных лабораторий и ученых: Е.Я. Юдина, Г.Л. Осипова, С.Д.
Ковригина, И.А. Шишкина, Б.Г. Пруткова, Е.П. Самойлюка, А.С. Беликова, О.С.
Расторгуева. П.И. Поспелова, Л.Г. Сафоновой, В.И. Денисенко, А.В. Челнокова,
П.Н. Санькова, Ю.В. Богданова, Ю.И. Захарова, Б.И. Маковецкого, А.П. Пилипенко,
В.И. Битюкова, Н.Е. Конаревой и др.
В качестве примера можем привести модель Битюкова В.И. [38] для потока,
состоящего из грузовых дизельных (D), грузовых карбюраторных (К) и легковых (Л)
автомобилей.
LА экв=74,8+101g[P2AD(2-UD)+P·PAК(1-UD)+ P·PАЛAЛUЛ] (2.1)
где АD,АК,АЛ – соответственно часовая интенсивность движения грузовых
дизельных, грузовых карбюраторных и легковых автотранспортных средств в потоке,
авт/час;
UD,UК,UЛ – соответственно удельные веса (в долях единицы) тех же автомобилей в
потоке;
V – средняя скорость движения потока, км/час;
РА7 – звуковое давление в 7,5 м от оси первой полосы движения представленное
соответственно:
для грузового дизельного автотранспорта
РА7D= 100,01338V-0,975 (2.2)
- для грузового карбюраторного автотранспорта
РА7К= 100,01339V-1,06 (2.3)
для легкового автотранспорта
РА7Л=100,0134V-1,9765 (2.4)
г – акустическая постоянная примагистральной застройки;
q – поправка на наличие разделительной полосы на проезжей части;
ш – поправка на продольный уклон.
Рис.2.3 Интерпретация суммарного значения квадрата эквивалентного звукового
давления в расчетной точке свободного звукового пространства от потока двух
равномерных излучателей.
Заметно более простая модель предложена О.С. Расторгуевым [46]
LАэкв=60,1+5,2 lgN, (2.5)
где N – интенсивность движения на перегоне, авт/ч.
или Прутковым Б.Г. [17]
LA7=46+11,8 lgN+?Д, (2.6)
где ?Д – сумма поправок, учитывающих условия движения (состав потока, средняя
скорость, уклон проезжей части, наличия трамвая).
К. Ламю и С. Озу [7] считают, что средний уровень звука LА50 является
логарифмической функцией интенсивности движения
LA50=72+101g, (2.7)
где V – интенсивность движения, авт/ч.
Таблица 2.1
Поправки к расчетному уровню звука транспортного потока [7]
Тип застройки
Поправки (дБА) при усредненных разрывах между домами на линии застройки, м
30
30-20
20-10
10
Двухсторонняя при ширине улицы между линиями застройки:
более 50 м
50-40 м
40-30 м
30-20 м
20-10 м
0
+1
+2
+3
+4
0
+1
+2
+3
+5
0
+2
+3
+4
+5
0
+2
+3
+5
+6
Односторонняя при расстоянии между линией застройки и краем проезжей части:
более 40 м
40-25 м
25-12 м
12-6 м