2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

529

8-9 고속도로변 소음초과 원인 분석 및 개선방안 녹색환경처-2524

(2013. 6. 20)

I 현 황

공용노선 소음피해 지역이 지속 발생되고 있어, 최근 방음벽 설치 구간중

소음초과 지역의 원인을 분석하여 문제점 및 개선방안을 도출하고자 함.

※ 국정과제 연계 : 생태휴식 공간 확대 등 행복한 생활문화공간 조성

□ 최근 5개년 공용노선 방음벽 설치 현황 (연평균 21건, 157억)

구 분 계 2008 2009 2010 2011 2012

건 수 109 21 29 14 15 30

사업비 786억 117억 208억 116억 160억 185억

※ 공용노선 소음초과 구간 : 약 10개소 발생/년

□ 최근 3년이내 개통노선중 소음 초과 현황

구 분 대상 소음초과

소음도 소음 초과

예 측 실 측 증감 주택 형태

계 243개소 3개소

신갈~호법

확장

75개소 3개소

(신갈분기점) 주:59~60dB 주:69~75dB 증 10~15dB 공동주택

전주~순천

외 2개노선

168개소 -

주간: 65dB

야간: 55dB

기준 이내 -

o 전주~순천 등 예측교통량을 하회하는 지역은 소음기준을 만족

o 예측교통량에 도달한 신갈~호법구간중 고층 공동주택에 소음초과 발생

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Ⅱ 소음초과 원인 분석

소음초과지역 현황도

⇐ 신갈

강릉 ⇒

중분대 : 8.5m+소음감소기

갓길 : 17m+소음감소기,L=820m

갓길

:11.5m+소음감소기,L=720m

신갈~호법 42.5k~ 43.8k (공동주택 15~20F, 1,978세대, 이격거리 50~90m)

 소음해석 방법 오류

① 다차로구간 소음해석 과정 오류

2차로에 교통량 집중 → 실 차로수(10차로)에 교통량 분산 적용

적용된 해석 오류 적정 해석 방법

4,900대/hr 4,900대/hr

교통량을 행선별로 1개차로에 집중

차로별 980대/hr 분산 적용

외측 차로 직접음 감소로 약 1dB 낮게 예측되는 오류 발생

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

531

② 소음감소기 효과 과다 산정

※ 소음감소기 원리

발생되는 회절음을

음파간섭 및 흡음 등을

통해 감소 (2~3dB)

※이해를 돕기 위한

도해로 특정제품을

지칭하지 않음.

직접음 (가시권)

회절음

(비가시권)

[가시권 직접음은 감소효과 기대 곤란]

o 소음감소기 효과 : 비가시권의 회절음만 감소효과를 기대할 수 있음

o 적용 오류 : 직접음에 노출되는 고층＊도 소음도 △1.4dB 일률 적용

※ 고층 : 방음벽에 의해 차폐가 안되고 도로 포장면이 시야에 노출되는 상층부

③ 합성소음 영향 미고려

o 고속도로 소음만으로 예측소음도 산정

- 용인~삼막간 도로 소음영향 미고려 (왕복 4차로, 이격거리 약 20m)

고속도로

(왕복 10차로) 용인삼막간도로

(왕복 4차로)

도로별 소음도를 기준 이하로 대책을

수립하여도 합성소음은 기준 초과

※합성소음=10log(101지점소음도/10 + 102지점소음도/10)

- 국도 65dB+고속도로 65dB = 68dB

소음도가 약 1dB 낮게 예측되는 오류 발생

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

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 교통량 및 주행속도 증가

구 분 예 측

(교통량 재분석) 2013.4월 최대 증감 소음도

교통량

주간 9,601대/hr 11,696대/hr 증 21% 0.8dB증가

야간 3,613대/hr 5,610대/hr 증 55% 1.8dB증가

차량속도 100km 야간 110~120km 증10~20%

야간소음도

0.9dB~1.8증가

최대 소음도가 주간은 0.8dB, 야간은 3.6dB 증가되는 결과 초래

 소음 프로그램(Hw-noise) 기능 미흡

* Hw-noise(Highway Noise)

o 고속도로 전용 소음해석프로그램

o Hw-noise는 높이 30m초과에 대한 보정계수 부재로 고층부 소음 오차 크게 발생

(성토부,이격거리 50m 보정계수 예시 : 1.2~3.5m : 증 11%, 3.5~7m : 증 20%, 7~30m : 증 24%)

소음 발생 모식도 소음예측과 실측의 차이(주간, 20F)

소음은 상향으로 확산

거리 →

높이↑

소음도

※ 도로교통연구원 소음도 실측 및 예측 시행 (도로교통연구원, 2013.4)

소음도가 약 9dB 낮게 예측되는 결과 초래

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

533

 ※ 소음초과 주요 원인

※ 신갈∼호법 공동주택 상층부 (주간)

합 계 해석

오류

교통량 주행속도

(야간)

소음

감소기

합성

소음

프로그램

실측 검토 주간 야간 오류

10~15dB 13.6~16.2dB 1.2dB 1dB 1.8dB 1.8dB 1.4dB 1dB 9dB

Ⅲ 문제점

문제점 1 Hw-noise 기능 부족

소음해석 현행 기준 개선방향

o 방음터널, 절곡형 : Soundplan, enpro

o 그 외 : Hw-noise

o 정확도가 낮은 Hw-noise는

KHTN으로 대체 필요

※ Hw-noise : 1994년 우리공사 자체적으로 개발된 DOS 프로그램

※ KHTN : 2001년 Hw-noise를 대체하기 위해 개발된 Windows 프로그램

문제점 2 매뉴얼 부족

현 행 개선방향

o 합성소음 해석, 소음감소기 적용

다차로 소음해석 매뉴얼 부재

o 환경영향평가~공사단계까지 시스템적

으로 적용가능한 매뉴얼 정립

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

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Ⅳ 개선방안

 소음해석 프로그램 개선 : Hw-noise(2D) → KHTN(3D)

 소음해석 기준 정립 : 합성소음 고려 대책 수립, 소음검토 적정성 확인 철저

 시설물 적용기준 개선 : 소음감소기 고층 공동주택, 건설노선 적용 지양

 소음초과 구간 대책 : 과속카메라, 세대별 방음시설, 저소음포장 등 추진

 소음해석 프로그램 개선

□ 소음해석 정확도 비교 (도로교통연구원)

구 분 단독주택 고층 공동주택

측정

결과

소음도

(dB) 소음도

(dB)

측정개소 30개소 6개소

예측

정확도

∘Hw-noise : 91% (평균 ▵4.2dB)

∘KHTN : 96% (평균▵0.27dB)

∘Hw-noise : 86% (평균 ▵10dB)

∘KHTN : 97% (평균 ▵1.3dB)

환경영향평가 단계부터 소음 해석 정확도가 우수한 KHTN으로 개선

※ KHTN 보완 진행중 : 2012.~2014. (버그수정 완료, 방음터널 해석 기능 추가 등)

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

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 소음해석 기준 정립

□ 합성소음 발생 구간에 대한 소음대책 검토 방법

o【Case 1】타 도로 발생 소음이 기준을 초과하는 경우

(고속도로 소음 대책)

- 타 도로 소음도는 기준 이내로 조치된다는 가정 아래,

합성소음을 고려한 대책 수립

(타 도로 소음대책)

- 해당 도로관리청에 소음대책 수립 필요 공문 공지

o【Case 2】타도로 소음이 소음기준보다 이내인 경우

- 합성소음을 고려한 소음해석 결과에 따라 고속도로 방음대책 수립

□ 소음검토 적정성 확인 철저

o 소음검토체크리스트*에 합성소음 및 다차로 소음해석 확인 절차 반영

* 소음대책검토 체크리스트 : 예방적 소음대책 기준, 녹색환경처-932(2011.3.10)

 시설물 적용 기준 개선

□ 방음벽 설치시 도로 포장면이 시야에 노출되는 고층 공동주택일

경우에는 소음감소기 적용 지양.

□ 건설단계 소음감소기 적용 지양

o 교통량 예측의 가변성 등으로 운영단계에서 소음기준을 초과할

개연성이 있음을 고려할 때,

o 운영단계 방음벽 개량 대안으로 적용할 여지를 남겨둠이 바람직.

※ 교량의 구조한계 등 특별한 상황은 예외로 함.

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 신갈~호법 소음초과구간 대책

∘과속 카메라, 세대별 방음시설 등 추가 소음저감 대책 추진

※소음초과구간 방음시설 : 방음터널(약 1,000억)이 필요하나, 현상태 적용 곤란

※ 방음터널은 소요공사비 과다, 장기간 교통차단, 교통용량 저하(약 14%), 긴급 구인 곤란,

유지관리 곤란, 노후화시 대규모 개량비용 발생(설치비의 1.5배) 등의 문제점 유발

과속 단속 카메라 세대별 방음시설

강릉 43.4k

인천 42.9k

야간 △2dB 약 △5dB (대전 다솔APT)

약 1억/2개소 약 4백만원/개소

※ 저소음포장 : 장기공용성 및 소음저감효과에 대한 검증 추진 예정

Ⅴ 적용방안 및 기대효과

□ 적용방안

o 설계 및 공사중인 구간 : 본 방침에 따라 소음대책 재검토 수행후

적용여부는 공사주관부서에서 판단

(소음도 예측 오차가 심한 공동주택은 필수 적용)

o 본 방침 시행 이후『예방적 소음대책 기준, 녹색환경처-932(2011.3.10)』중

방음벽 연장 산정 기준은 폐지함.

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

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□ 기대효과

o 개통 후 방음벽 설치 최소화로 예산절감 및 원활한 교통소통 기여

- 최근 5년간 공용노선 방음벽 설치 대상 : 396억/109건

o 정온한 주거환경 조성으로 정부정책 적극 동참

- 국정과제 : 국민의 행복한 생활문화공간 조성

Ⅵ 향후계획

□ KHTN 사용 실무자 교육 : 2013. 7

- 지역본부 및 건설사업단 직원 및 사후환경 용역 담당자

※ 붙 임 : 1. 교통량 및 주행속도 분석 자료 1부

2. 도로교통연구원 소음도 분석 자료 1부.

3. 소음대책 체크리스트 1부.

4. Hw-noise, KHTN 비교 1부.

5. 세대별 방음시설 설치 사례 및 관련 자료 1부.

6. Hw-noise 높이에 따른 보정 계수 1부.

7. 예방적 소음대책 관련 공문 사본 1부.

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소음대책 체크리스트

□ 소음대책 규모 검토

위 치 STA.0+000~0+000 마을

수음점1

이격거리:50m

수음점2

이격거리:20m

수음점3

이격거리:30m

<수음점 1>

도

로

E.L

E.L

이격거리

<수음점 2>

도

로

E.L

E.L

이격거리

<수음점 3>

도

로

E.L

E.L

이격거리

o 방음벽 높이 산정

- 수음점 1 : 2m, 수음점 2 : 5m, 수음점 3 : 4m ⇒ 5m 적용

o 방음벽 높이 및 연장 결정

- 정온시설 구간 : H=5.0m, L=200m

- 여유연장의 적용 : D1: H=2m, L=100m D2 : H=4m, L=60m

- 전체연장 : 200(5m)+100(2m)+60(4m) = 360m

o 방음벽 형식결정

- 반대편 정온시설 없음. 반사형 적용

o 예측소음도 및 방음벽 설치구간

구 분

예측소음도(dB)

방음벽 설치구간

주간 야간

설치전 64 57

STA.0+000~2+000

설치후 60 53

붙 임 #3

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

539

□ 주요 검토내용

검토내용

용 역 사

검토내용

감독원 확인

일자 내용

1. 소음영향권 이격거리를 산정하였는가? 000m 적용

2. 소음영향권내 정온시설이 누락되지 않토록

충분한 현장 조사를 하였는가?

3. 절토부 후면 정온시설에 대한 소음영향

검토를 하였는가?

4. 정온시설 조사시 하우스나 창고등은 현장방문을

통해 거주사실을 충분히 확인하였는가?

비거주 확인

5. 수음점은 이격거리 및 도로와의 고저차 등

소음영향을 충분히 고려하여 선정하였는가?

․이격거리:oom

․고저차:om

6. 방음벽 규모 산정시 최인접 주택외에도 고층

건물 등 높은지점의 소음영향을 고려하였는가?

oo아파트 검토

7. 방음벽의 연장은 여유연장을 충분히 고려하여

산정하였는가?

․이격거리:oom

․적용:oom

삭제

8. 절성경계부 등 지형조건을 고려하여 누출소음이

발생되지 않토록 충분한 연장을 적용하였는가?

시점부 절토부

까지 연장

9. 다차로일 경우 실차로수에 맞춰 교통량을

분산 적용하였는가?

신설

종합의견

작성자 용 역 사 (인)

확인자 감 독 원 (인)

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

540

Hw-noise, KHTN 비교

구 분	Hw-noise	KHTN
차 종	2차종 구분 (소형 : 5톤 미만 트럭, 15인승 이하 승용 대형 : 5톤이상 트럭, 16인승 이상 승용)	5차종 구분 (승용: 일반, 버스: suv 및 승합차량, 소형트럭 : 2.5톤 미만, 중형트럭: 2.5~10톤, 대형트럭: 10톤이상)
포 장	콘크리트 포장	아스팔트, 콘크리트 2종
높이 보정	30m 이상 보정 불가	-
소음해석	단순 직립형만 가능	절곡형 등 모델링 가능
차로입력	4차로까지 입력 가능	다차로 해석 가능
기 능	연장 계산 기능 부재	높이 및 연장 자동 계산
보완이력	없음	▫2007년 : 1차 보완 ▫2012~ : 2차보완 중 (방음터널 해석 기능 도입 등)
장단점	▫입력인자가 단순하고 사용이 간단 ▫포장특징 반영 곤란 ▫다차로 입력 곤란 (4차로까지 가능) ▫연장산정 기능 부재	▫입력 및 사용이 간편 ▫포장특징 반영 가능 ▫다차로 입력 가능 ▫연장 및 높이 산정 가능

  

붙 임 #4

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

541

세대별 방음시설 개요

□ 세대별 방음시설이란?

◦ 도로변 방음벽 설치로 소음저감에 한계가 있는 경우 아파트 건물에

소음차단 시설을 설치하는 개념

◦ 외부 교통소음 등을 반사시켜, 소음 진행방향을 효과적으로 차단

□ 재질 및 중량

◦ PC(Polycarbonate)

- 탄산염을 중합하여 만든 수지

◦ 중량 50～60kg

※ 풍속 45m/sec에 견딜 수 있는 구조임

□ 설치비용

◦ 3∼4백만원(1set당, 설치비 포함)

붙 임 #5

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

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Simulation(설치하기 전)

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

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Simulation(설치후)

2013년도 설계실무자료집 - 부대공사

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붙 임 #6