道路交通两侧振动传播的研究

　　0　前　言

　　环境振动日益成为一个突出的环境问题.振动的干扰对人、建筑物及设备都会带来直接的危害.振动对人体的影响可分为全身振动和局部振动.全身振动是指人直接位于振动物体上时所受的振动;局部振动是指手持振动物体时引起身体局部振动.人能感受到的振动频率范围为1 Hz～100Hz.振动频率范围分为低频振动(30Hz以下)、中频振动(30Hz～100Hz)、高频振动(100Hz以上).环境振动的频率范围是100 Hz以下的中、低频振动.对于人体最有害的振动是与人体某些器官固有频率相吻合的频率.这些固有频率是:人体在6 Hz附近,内脏器管在8 Hz附近,头部在25 Hz左右,神经中枢则在250Hz左右,低于2Hz的次声振动甚至有可能引起人的死亡.振动的影响是多方面的,它损害或影响振动作业工人的身心健康和工作效率,干扰居民的正常生活,还影响或损害建筑物、精密仪器和设备等.

　　交通振源是环境保护中遇到的主要振源之一,它通过地基地坪、建筑物等向道路两侧传播,对道路两侧的建筑物和居民产生巨大的影响.本文通过对交通干线道路两侧振动传播的研究,得出振动沿道路两侧衰减的规律,并提出了一些防治措施.

　　1　研究实例

　　在交通干线道路一侧选择一块空阔平坦的水泥地,在道路边缘(机动车道边缘)设一个测点,定为1号测点,固定不动,而另一个测点依次设在离1号测点2m、4m、6m、8m、10m、15m、25m、35m、50m、75m、100m处,定为2号测点.两个测点同时监测,测量铅垂向z振级,每一次测量时间为10min,并且记录经过1号测点的车流量.两个测点的VLeq值的差即为道路边缘到该处测点的振动衰减量,并用计算机常用算法中最小二乘法曲线拟合,得出距离与衰减量之间的函数方程.测量地点在浙江大学西溪校区南门口,测量时间选择在凌晨1:00～5:00,在这段时间内行人稀少,干扰因素小,数据可信度大.

　　2　数据分析

　　2.1　求解数据议程

　　以两测点的距离作为x轴,振动衰减量为y轴建立坐标系,得到如图1所示的曲线.根据曲线形状,设曲线方程为:

　　2.2　灰色系统理论模型预测

　　用灰色系统理论GM(1,1)模型进行预测:按模型进行计算得:

　　3　结　论

　　从以上研究实例中可以得出,沿道路两侧延伸等距离间的振动衰减量依次减小,越靠近道路,衰减速率越大.离道路边缘(机动车道边缘)10 m内,衰减速率非常大,而在10m以外的地方,衰减速率变缓,特别在15m以外,衰减速率趋向于零.因此,振动衰减主要发生在离道路15 m以内.振动的大小跟机动车的种类、数量、车速等因素有关.白天,载重汽车禁止通行,轿车的数量远大于公交车、载重汽车、卡车三者的总和.因此,轿车也是重要的振源之一.白天,路面振动主要由公交车、卡车、轿车引起,夜间,路面振动主要由载重汽车、卡车引起.