GDDKiA i NCBiR

Transkrypt

1 PROGRAM RID ROZWÓJ INNOWACJI DROGOWYCH GDDKiA i NCBiR Projekt RID - I/76 Ochrona przed hałasem drogowym Wykonuje Konsorcjum: PK, PW, PWR, IBDiM, PL Marian Tracz, Karol J. Kowalski, Antoni Szydło, Adam Zofka, Janusz Bohatkiewicz Kier. Projektu: prof. Marian Tracz Katedra Budowy Dróg i Inżynierii Ruchu, Pol. Krakowska

2 Plan prezentacji PK: informacje ogólne o projekcie, genezie i celach IBDiM: metody pomiarowe PW: nawierzchnie asfaltowe dedykowane do obniżenia hałasu + tradycyjne: zagadnienia materiałowo-technologiczne / trwałość rozwiązania+hałas PWr: technologie betonów cementowych dedykowanych do obniżenia hałasu + tradycyjnych: zagadnienia materiałowo-technologiczne / trwałość rozwiązania+hałas PW: założenia Katalogu hałaśliwości nawierzchni PK: rozwiązania inne niż nawierzchniowe związane z ochroną przed hałasem drogowym

3 Informacje ogólne o projekcie, genezie i celach dr inż. Krystian Woźniak Politechnika Krakowska

4 Zadania w projekcie 1. Metodyka pomiaru hałasu drogowego wraz z badaniami porównawczymi (IBDiM). 2. Ocena rozwiązań materiałowo-technologicznych górnych warstw nawierzchni asfaltowych i zalecenia w zakresie ich hałaśliwości (PW) 3. Ocena rozwiązań materiałowo-technologicznych górnych warstw nawierzchni betonowych i zalecenia w zakresie ich hałaśliwości (PWr). 4. Wytyczne prowadzenia badan i oceny hałaśliwości nawierzchni drogowych (IBDiM). 5. Ocena nawierzchni drogowych pod względem hałaśliwości wraz z katalogiem klasyfikacyjnym nawierzchni drogowych (PW). 6. Opracowanie sposobów i zasad ustalania miarodajnych wartości parametrów ruchu oraz wybór metod pomiarowych do analiz hałasu (PK). 7. Kształtowanie urbanistyczne układów droga zabudowa w aspekcie ochrony akustycznej ochrony mieszkańców przed hałasem 8. Innowacyjne (PK). metody i środki w kompleksowej ochronie otoczenia drogi przed hałasem z ocena ich skuteczności i uwarunkowań stosowania 9. Kompleksowa (PK). ochrona otoczenia dróg przed hałasem z uwzględnieniem cichych nawierzchni i infrastruktury redukującej hałas (PK)

5 Cel projektu: Kompleksowa ochrona otoczenia dróg przed hałasem z uwzględnieniem cichych nawierzchni i infrastruktury redukującej hałas. Obecnie ochrona ogranicza się do budowy sztucznych ekranów (adm. drogowa) oraz do ochrony w formie ogrodzeń, np. gabiony, tuje i inne formy zieleni (przez mieszkańców). Sporadycznie buduje się także ciche nawierzchnie (dalej eksperymentalne).

6 Autorzy wniosku postawili tezę mówiącą, że w ochronie akustycznej otoczenia drogi należy: uwzględniać kompleksowe i nowoczesne stosowanie metod i środków ochrony z uwzględnieniem cichych nawierzchni i infrastruktury redukującej hałas w otoczeniu drogi i zabudowy, z zastosowaniem innowacyjnych procedur postępowania, metod i środków, przy zachowaniu wniosków z OOŚ i protestów ludności.

7

8 Metody pomiarowe prof. Adam Zofka IBDiM

9 Metodyka pomiaru hałaśliwości nawierzchni drogowych Opracowanie metodyki Wytyczne prowadzenia badań i oceny hałasliwosci nawierzchni drogowych Metody: CPX OBSI SPB ROSSA (tuba impedancji akustycznej) Pomiary uzupełniające: współczynnik tarcia, tekstura, równość Główni autorzy: Adam Zofka, Tomasz Mechowski

10 Metodyka pomiaru hałaśliwości nawierzchni drogowych Opracowanie metodyki badań i sprawdzenie jej na różnych typach nawierzchni w Polsce Korelacje pomiędzy metodami Instrukcja prowadzenia pomiarów Wstępne wyniki na odcinkach do badań szczegółowych Główni autorzy: Adam Zofka, Tomasz Mechowski

11 Nawierzchnie asfaltowe Prof. Karol Kowalski Politechnika Warszawska

12 Nawierzchnie asfaltowe Karol J. Kowalski, Piotr Radziszewski, Jan Król, Michał Sarnowski, Piotr Pokorski

13 Nawierzchnie asfaltowe obniżające hałas Które rozwiązanie preferować SMA-LA? PA? / PA dwuwarstwowa? BBTM? Zgodnie guma z literaturą w mma? Niekonsekwencja w wynikach i zaleceniach Zależność od jakości wykonania i warunków eksploatacji Uwarunkowania Sorry, taki mamy klimat Kultura wykonania i eksploatacji Spory o przekroczenie od 0,5 db

14 Zakres prac badawczych Studia literaturowe Badania laboratoryjne: 4 mma tradycyjne, 3 mma ciche, pomiary w zakresie podatności na koleinowanie, spękania niskotemperaturowe oraz odporność na działanie wody, mrozu i soli Badania polowe Dwa poligony badawcze z długoterminowymi pomiarami Dodatkowe pomiary na kilkunastu odcinkach w różnych częściach kraju Próbki z kilkunastu odcinków wycinane i badane w laboratorium w podobnym zakresie jak próbki wytworzone w laboratorium Prace analityczne 26 odcinków testowych na terenie Europy (głównie Skandynawia), pomiary w latach ; uzyskano dostęp do baz wyników i dokonano przeliczenia wszystkich pomiarów źródłowych w celu dostosowania do aktualnych wymagań pomiarowych. Określono zmiany w hałaśliwości nawierzchni Uzyskanie dostępu do baz i modelowanie trwałości akustycznej w oparciu m.in. o pomiary hałaśliwości uzyskane na autostradach w Holandii

15

16 Nawierzchnie asfaltowe 13 cichych odcinków dróg wojewódzkich wykonanych na terenie województwa małopolskiego. Stwierdzono średni spadek hałasu o -3,1/-4,5 db (pora dnia/pora nocy).

17 Instrukcja w zakresie nawierzchni asfaltowych cichych/o obniżonym hałasie drogowym 2-3 rozwiązania technologiczne dedykowane do zastosowania/uwarunkowań ruchu Charakterystyka materiałowo-technologiczna Zmiany w czasie, trwałość eksploatacyjna/akustyczna Zalecenia utrzymaniowe Elementy analizy ekonomicznej element Przewodnika do zintegrowanego planowania i projektowania ochrony akustycznej otoczenia dróg.

18 Nawierzchnie betonowe Prof. Antoni Szydło Politechnika Wrocławska

19 XXXVII Seminarium Techniczne PSWNA Doświadczenia w zakresie hałaśliwości nawierzchni betonowych Prof. dr hab. inż. Antoni Szydło Dr hab. inż. Piotr Mackiewicz Dr inż. Bartłomiej Krawczyk Politechnika Wrocławska

20 Charakterystyka nawierzchni betonowych Nawierzchnie betonowe z dylatacjami - szczotkowanie poprzeczne Nawierzchnie betonowe bez dylatacji (o ciągłym zbrojeniu) - odkryte kruszywo tekstura europejska

21 Tekstura amerykańska Next Generation Concrete NGCS=Grinding & Grooving

22 Lokalizacja odcinków pomiarowych A Jezdnia północna: nawierz. o ciągłym zbrojeniu Jezdnia południowa: nawierz. dyblowana na podb. z chudego betonu - odkryte kruszywo Jezdnia północna: A , , , , , ,00 nawierz. dyblowana na podbudowie z kruszywa nawierz. o ciągłym zbrojeniu nawierz. dyblowana na podb. z chudego betonu Jezdnia południowa: nawierz. dyblowana na podb. z chudego betonu - szczotkowanie poprzeczne S Jezdnia północna i południowa: nawierz. dyblowana na podbudowie z kruszywa - odkryte kruszywo S8 Różne prędkości i nawierzchnie

23 Badane cechy metoda OBSI 72 km/h i 96 km/h metoda RSP - wpływ prędkości, - wpływ dylatacji na poziom hałasu, - wpływ równości podłużnej (IRI) na poziom hałasu, - wpływ tekstury (MPD) na poziom hałasu.

24 Poziom dźwięku IL [dba] Wyniki badań (S8) różne nawierzchnie, różne prędkości ~Δ3 db Typ nawierzchni AC Beton cementowy SMA Prędkość km/h

25 A4_ _34 C_ ciągłe zbroj. A4_ _20 C_ ciągłe zbroj. A4_ _34 C_ podbud. z bet. A4_ _20 C_ podbud. z bet._j. pd. A4_ _20 C_ podb. z krusz. IL [db] A2_ _23 C_ ciągłe zbroj. A2_ _23 C_ podbud. z bet. S8_ _41 C_ podbud. z bet._j. pn. S8_ _41 C_ podbud. z bet._j. pd. IL [db] Wyniki badań wpływ dylatacji na poziom hałasu 96 km/h db odkryte kruszywo db chudy beton rodzaje konstrukcji: - nawierzchnia bez dylatacji chudy beton - nawierzchnie z dylatacjami kruszywo szczotkowanie poprzeczne db db

26 A4_ _34 C_ ciągłe zbroj. A4_ _20 C_ ciągłe zbroj. A4_ _34 C_ podbud. z bet. A4_ _20 C_ podbud. z bet._j. pd. A4_ _20 C_ podb. z krusz. International Roughness Index (IRI) [mm/m] IL [db] A2_ _23 C_ ciągłe zbroj. A2_ _23 C_ podbud. z bet. S8_ _41 C_ podbud. z bet._j. pn. S8_ _41 C_ podbud. z bet._j. pd. International Roughness Index (IRI) [mm/m] IL [db] Wyniki badań wpływ równości (IRI) na poziom hałasu 96 km/h mm/m odkryte kruszywo 1.3 mm/m bez dylatacji y = x R² = z dylatacjami International Roughness Index (IRI) [mm/m] szczotkowanie poprzeczne 1.1 mm/m 1.3 mm/m bez dylatacji z dylatacjami y = x R² = International Roughness Index (IRI) [mm/m]

27 IL [db] IL [db] Wyniki badań wpływ równości (IRI) na poziom hałasu 72 km/h i 96 km/h dB dB szczotkowanie poprzeczne odkryte kruszywo km/h 100 Next Generation Concrete NGCS=Grinding & Grooving International Roughness Index (IRI) [mm/m] dB 107 Δ24 km/h ~ Δ3-4 db km/h szczotkowanie poprzeczne odkryte kruszywo International Roughness Index (IRI) [mm/m]

28 A4_ _34 C_ ciągłe zbroj. A4_ _20 C_ ciągłe zbroj. A4_ _34 C_ podbud. z bet. A4_ _20 C_ podbud. z bet._j. pd. A4_ _20 C_ podb. z krusz. Tekstura, MPD [μm] IL [db] A2_ _23 C_ ciągłe zbroj. A2_ _23 C_ podbud. z bet. S8_ _41 C_ podbud. z bet._j. pn. S8_ _41 C_ podbud. z bet._j. pd. Tekstura, MPD [μm] IL [db] Wyniki badań wpływ tekstury (MPD) na poziom hałasu 96 km/h μm odkryte kruszywo 985 μm y = 0.004x R² = bez dylatacji z dylatacjami Tekstura, MPD [µm] szczotkowanie poprzeczne μm 250 μm z dylatacjami bez dylatacji y = x R² = Tekstura, MPD [µm]

29 IL [db] IL [db] Wyniki badań wpływ tekstury (MPD) na poziom hałasu 72 km/h i 96 km/h dB dB szczotkowanie poprzeczne 105 odkryte kruszywo Next Generation Concrete NGCS=Grinding & Grooving 96 km/h Tekstura, MPD [µm] dB Δ24 km/h ~ Δ3-4 db km/h szczotkowanie poprzeczne 102 odkryte kruszywo Tekstura, MPD [µm]

30 Klasyfikacja nawierzchni betonowych pod względem hałaśliwości - nawierzchnia bez dylatacji z odkrytym kruszywem -1db - nawierzchnia z dylatacjami z odkrytym kruszywem 0db - nawierzchnia bez dylatacji ze szczotkowaniem poprzecznym +1db - nawierzchnia z dylatacjami ze szczotkowaniem poprzecznym +2db

31 Klasyfikacja nawierzchni betonowych pod względem hałaśliwości - nawierzchnia bez dylatacji z odkrytym kruszywem, IRI < 1mm/m -1db - nawierzchnia z dylatacjami z odkrytym kruszywem, IRI > 1.0mm/m 0 db - nawierzchnia bez dylatacji ze szczotk. poprz., IRI > 1.0mm/m +1db - nawierzchnia z dylatacjami ze szczotk. poprz., IRI > 1.3mm/m +2db

32 Klasyfikacja nawierzchni betonowych pod względem hałaśliwości - nawierzchnia bez dylatacji z odkrytym kruszywem, MPD < 1000μm -0.5db - nawierzchnia z dylatacjami z odkrytym kruszywem, MPD < 1000μm 0db - nawierzchnia bez dylatacji ze szczotk. poprz., MPD > 250μm +2db - nawierzchnia z dylatacjami ze szczotk. poprz., MPD < 250μm +3db

33 Dziękuję za uwagę

34 Katalog Prof. Karol Kowalski Politechnika Warszawska

35 Katalog Karol J. Kowalski, Piotr Radziszewski, Jan Król, Michał Sarnowski, Piotr Pokorski

36 IBDiM, 2005

37 Cel Katalogowe narzędzie projektanta Rozwiązania standardowe Nawierzchnia referencyjna Zawiera nawierzchnie w technologii betonowej i asfaltowej NIE jako narzędzie do odbiorów/ustalania kryteriów gwarancyjnych

38 Koncepcja Podział na dwie grupy: standardowa hałaśliwość obniżona hałaśliwość Usystematyzowane technologie Zdefiniowany wiek nawierzchni Zmiany hałasu w czasie: tak, ale poza katalogiem Inne cechy powierzchniowe do rozważenia

39 Dane źródłowe Pomiary IBDiM Hałas: CPX i OBSI Tekstura oraz IRI Współczynnik tarcia: SRT3 Pomiary PWr Tekstura i IRI Pomiary PL Hałas: SPB, LAeq Pomiary PW Hałas: Szwecja, Holandia: długoterminowe zmiany w czasie (CPX, SPB) PW: SPB, zmiany w czasie, poligony długoterminowe Właściwości techniczne mma standardowych i cichych

40 Inne niż nawierzchniowe rozwiązania ochrony przed hałasem dr inż. Krystian Woźniak Politechnika Krakowska

41 Kompleksowe podejście do ochrony otoczenia drogi przed hałasem polegać będzie na uwzględnieniu: a) rozwiązań urbanistycznych tj. lokalizacji drogi w oddaleniu od zabudowy i odwrotnie zad.7,8 b) rozwiązań ograniczających hałas u źródła: metody inżynierii ruchu (np. ograniczenia prędkości, ruchu sam. ciężarowych) zad. 6,9 niwelety drogi w stosunku do otoczenia (przekrój), zad.8,9 efektu budowy cichej nawierzchni (ze zmianami w czasie) zad.2,3,5

42 c) środków ochrony akustycznej otoczenia tj. wrażliwej zabudowy i wrażliwych terenów (rekreacyjnych) przez różne formy ekranowania i osłon w tym niskich ekranów, ekranowania przez zieleń itp. Zad. 8 d) środków ochrony dotyczących bezpośrednio samej zabudowy; np. lokalizacja na działce: Zad. 8 - budynku, stref cichych, zagospodarowanie działki oraz jej otoczenia (sąsiedztwo) - lokalizacja pomieszczeń w budynku (badania hałasu na poszczególnych ścianach) oraz okna i drzwi

43 e) stosowaniem innych środków ekranowania w tym niewrażliwą na hałas zabudową ekranującą (garaże, budynki gospodarcze, usługowe) zad. 7 z uwzględnieniem tzw. cichych nawierzchni - nawierzchnia zwykła cicha 2,0-5,0 (?) db i jej wpływu na potrzebę ekranowania, odległości i wysokości zabudowy zad. 5, 9

44 Zad. 6. Opracowanie sposobów i zasad ustalania miarodajnych wartości parametrów ruchu oraz wybór metod pomiarowych do analiz hałasu Cel: Opracowanie metodyki przygotowania(ustalania) miarodajnych danych ruchowych do analiz hałasu oraz do prowadzenia pomiarów hałasu drogowego w otoczeniu drogi, Określenie czasu i okresu wykonywania pomiaru hałasu drogowego i określenie uwarunkowań stosowania pomiarów wyrywkowych, wskazanie sposobu wykorzystania wyników z systemu pomiarowego GPR i GPH Rozporządzenie nie wskazuje dla jakich warunków ruchowych (natężenie, prędkość, natężenie ruchu ciężkiego) należy wykonywać obliczenia jak również pomiary poziomu hałasu. Na podstawie wiedzy o ruchu można ustalić algorytm określania miarodajnych danych ruchowych. Jest b. duża dowolność ustalania parametrów do obliczeń hałasu. Sprawa ustalania miarodajnych parametrów ruchowych powinna być sprecyzowana.

45 Zad. 7. Kształtowanie urbanistyczne układów droga zabudowa w aspekcie ochrony akustycznej ochrony mieszkańców przed hałasem Cel: Ocena możliwości zastosowania strefowania funkcjonalnego zabudowy w układach istniejących, przebudowywanych i planowanych. Sformułowanie zaleceń do kształtowania zagospodarowania przestrzennego wokół układów dróg nadrzędnych, dla ochrony mieszkańców i terenów przed hałasem drogowym. Dobre zagospodarowanie przestrzenne umożliwia: oddalenie budynku od drogi i lepszy klimat akustyczny w obrębie posesji, osłonę budynku garażami, obiektami komercyjnymi, pasem zieleni, itp.

46 Zad. 8. Innowacyjne metody i środki w kompleksowej ochronie otoczenia drogi przed hałasem z ocena ich skuteczności i uwarunkowań stosowania Cel: Opracowanie metod i środków do stosowania w ochronie przed hałasem z podaniem ich skuteczności pod względem redukcji hałasu, Opracowanie podstaw do wytycznych wzajemnej lokalizacji drogi i zabudowy z uwzględnieniem infrastruktury w otoczeniu drogi i zabudowy Sposoby kształtowania klimatu akustycznego posesji przyległej do drogi 1. Usytuowanie budynków na terenie działki 2. Ogrodzenia tłumiące hałas 3. Roślinność (m.in. tuje) 4. Ekranowanie wewnętrzne 5. Układ pomieszczeń i wielkość otworów okiennych 6. Dźwiękoizolacyjne elewacje i okna

47 Zad. 9. Kompleksowa ochrona otoczenia dróg przed hałasem z uwzględnieniem cichych nawierzchni i infrastruktury redukującej hałas Cel: Głównym celem zadania jest stworzenie procedury (algorytmu postępowania) dla wypracowania kompleksowego podejścia do ochrony otoczenia dróg przed hałasem przy połączeniu rozwiązań dotyczących: zagospodarowania otoczenia drogi, rozwiązań urbanistycznoarchitektonicznych i cichych nawierzchni oraz dotyczących środków ochrony (środki: ekranowania, inżynierii ruchu, kształtowania budynku i infrastruktura redukująca hałas). W procedurze poszukiwania rozwiązań należy: 1. Określić kryteria oceny oraz zakresy wpływu hałasu przy wariantowym projektowaniu trasy i niwelety drogi (m.in. z wykorzystaniem map hałasu) 2. Zidentyfikować możliwe opcje ochrony i koszty 3. Dokonać oceny wpływu hałasu w odniesieniu do kryteriów dla ustalonych opcji oraz rozważyć kluczowe problemy realizacji i funkcjonalne każdej z opcji 4. Ustalić optymalne rozwiązanie ochrony 5. Odbyć konsultacje społeczne w ramach OOŚ

48 PROGRAM RID ROZWÓJ INNOWACJI DROGOWYCH GDDKiA i NCBiR Projekt RID - I/76 Ochrona przed hałasem drogowym Dziękujemy za uwagę