Ciche nawierzchnie Prof. dr hab. inż. Dariusz Sybilski Instytut Badawczy Dróg i Mostów Politechnika Lubelska d.sybilski@ibdim.edu.pl Zakopane, 15 września 2010 1 O czym opowiem Problem hałasu drogowego Metody redukcji hałasu w otoczeniu drogi Ciche nawierzchnie drogowe Zakopane, 15 września 2010 2 1
Problem hałasu w Europie 55 db(a) dźwięk nieprzyjemny 65 db(a) dźwięk nie do zniesienia, i i np. poważne ż zakłócenia snu 80 mln Europejczyków cierpi wskutek niedopuszczalnego natężenia hałasu 170 milionów Europejczyków żyje w szarej strefie dokuczliwości hałasu 38 mld euro rocznie szkody ekonomiczne z powodu hałasu wue (zakłócenia snu, utrata efektywności pracy, spadek wartości nieruchomości) Zakopane, 15 września 2010 3 Hałas Każdy dźwięk, niezależnie od jego sposobu powstawania, głośności i czasu trwania, który powoduje dyskomfort psychiczny lub jest odczuwany jako uciążliwość Zakopane, 15 września 2010 4 2
Metody zmniejszenia hałasu ruchu pojazdów Zmniejszenie natężenia ruchu Ograniczenie prędkości ruchu Graniczna prędkość 55 km/h, samochody Ściany dźwiękochłonne Ciche nawierzchnie Asfalt porowaty Dwuwarstwowe nawierzchnie i porowate Drobnoziarnista mieszanka o nieciągłym uziarnieniu (SMA, BBTM MNU) Mieszanka modyfikowana gumą Zakopane, 15 września 2010 5 Hałas drogowy Przyczyny Interakcja opona nawierzchnia Dźwięki pojazdu Silnik System napędowy System wydechowy Zakopane, 15 września 2010 6 3
Zakopane, 15 września 2010 7 Hałas drogowy Kontakt opony z nawierzchnią jest głównym źródłem hałasu większości samochodów przy prędkości powyżej 55 km/h samochodów ciężarowych przy prędkości powyżej 70 km/h Zakopane, 15 września 2010 8 4
Ciche nawierzchnie drogowe Powstawanie hałasu: Zwiększenie szerokości opony o 10 mm powoduje wzrost hałasu od 0,2 do 0,4 db(a) Szorstkość nawierzchni również bardzo gładkie nawierzchnie mogą być powodem powstawania hałasu Szybkie tłoczenie ł i rozprężanie ż powietrza w miejscu ij kontaktu opony z nawierzchnią Zakopane, 15 września 2010 9 To nie jest cicha nawierzchnia Zakopane, 15 września 2010 10 5
Asfalt porowaty Zakopane, 15 września 2010 11 Hałaśliwość: wpływ nawierzchni 90 80 70 60 Cicha nawierzch asfaltowa Cienka warst asfaltowa MN 0/6 nia a twa N U twa N U wy wy wy we Hałas, db(a) Cienka warst asfaltowa MN 0/10 Beton asfalto porowaty Beton asfalto Beton cemento Powierzchnio utrwalenie Zakopane, 15 września 2010 12 6
Beton asfaltowy porowaty Zmniejszenie hałasu o 3 db(a) jest równoważne: lub 100 km/h 80 km/h Cicha nawierzchnia jest równoważna ścianie dźwiękochłonnej Zakopane, 15 września 2010 13 Przegrody Akustyczne: Ekrany dźwiękochłonne Zakopane, 15 września 2010 14 7
Przegrody Akustyczne: Przekrycia akustyczne Zakopane, 15 września 2010 15 Przegrody akustyczne: Wały ziemne i przekopy Zakopane, 15 września 2010 16 8
Przegrody akustyczne: Zieleń izolacyjna Zakopane, 15 września 2010 17 Przegrody akustyczne: Zieleń izolacyjna Zakopane, 15 września 2010 18 9
Szwajcaria, Bazylea Zakopane, 15 września 2010 19 Redukcja hałasu tramwajowego Zakopane, 15 września 2010 20 10
Redukcja hałasu tramwajowego Zakopane, 15 września 2010 21 Redukcja hałasu tramwajowego Zakopane, 15 września 2010 22 11
Ciche nawierzchnie drogowe Zakopane, 15 września 2010 23 Klasyfikacja hałaśliwości nawierzchni we Francji Kategoria Rodzaj nawierzchni BBTM 6 R1 Cicha BBUTM 6 PA 10 BBTM 10 AC 10 R2 CWZ BBUTM 10 Beton cementowy R3 BBTM 14 AC 14 Bruk kamienny R4 Głośna Kostka kamienna lub betonowa. Zakopane, 15 września 2010 24 12
Klasyfikacja hałaśliwości nawierzchni, IBDiM, 2005 Klasa hałaśliwościł ś i Warstwa ścieralna i l nawierzchni i nawierzchni Cicha Normalna Głośna AC (BA) 5lub AC 8 SMA 5, SMA 8 BBTM (MNU) 8 (GUFI) PA (asfalt porowaty) BBTM (MNU) 11 SMA 11 BA 11 BC (beton cementowy) CWZ (cienka warstwa na zimno) Zakopane, 15 września 2010 25 Asfalt porowaty Zwiększenie zawartości wolnych przestrzeni w asfalcie porowatym z 15 1818 % v/v do co najmniej 22 % v/v pozwala na redukcję hałasu samochodów osobowych o około 6,5 db (A) i ciężarowych o około 4,5 db (A) Układ dwóch warstw asfaltu porowatego zmniejsza hałas drogowy o dodatkowe około 2dB(A) Układ dwuwarstwowy zmniejszenie hałasu drogowego o 8 10 db(a) Uwaga: warstwa nawierzchni (podłoże) pod asfaltem porowatym musi być ć uszczelniona membraną asfaltową flt skropienie asfaltem 2 3 kg/m 2 lub rolowa membrana asfaltowa zbrojona siatką szklaną Zakopane, 15 września 2010 26 13
Ciche nawierzchnie możliwości stosowania w Polsce Asfalt porowaty: Trudniejsze zimowe utrzymanie Mniejsza trwałość (średnio 8 lat, szczelna warstwa 10 lat) Zakopane, 15 września 2010 27 Ciche nawierzchnie możliwości stosowania w Polsce Asfalt porowaty: Układ dwuwarstwowy Większa efektywność (zmniejszenie hałasu nawet o 10 db(a) Mniejsze problemy zimowego utrzymania Lepsze odwodnienie Mniejsze zanieczyszczenie Zakopane, 15 września 2010 28 14
Ciche nawierzchnie możliwości stosowania w Polsce Szczelne mieszanki o nieciągłym uziarnieniu, np. SMA 5, SMA 8, BBTM 8 Mieszanki z dodatkiem gumy Granulat gumowy (GUFI) Nowa technologia tecroad: granulat gumowoasfaltowy Zakopane, 15 września 2010 29 Asfalt porowaty Zakopane, 15 września 2010 30 15
Asfalt porowaty Zakopane, 15 września 2010 31 Nawierzchnie prefabrykowane Zakopane, 15 września 2010 32 16
Nawierzchnie prefabrykowane Zakopane, 15 września 2010 33 Ciche nawierzchnie modyfikowane gumą Zakopane, 15 września 2010 34 17
Bilans odpadów gumowych w Polsce 140000 120000 Masa, Mg 100000 80000 60000 40000 Opony Artykuły gumowe Taśmy przenośnikowe i pasy pędne Wyroby gumowe samochodowe (poza oponami) Odpady produkcyjne 20000 0 1995 2000 2005 Zakopane, 15 września 2010 35 Metody modyfikacji nawierzchni gumą Metody modyfikacji gumą Metoda mokra Pył lub miał gumowy (< 1,0 mm) Dodatek do asfaltu Metoda sucha Miał lub granulat Modyfikator asfaltu lub frakcja kruszywa Dodatek do mieszanki mineralno asfaltowej asfaltowej Nowość: Granulat asfaltowo gumowy (tecroad) Dodatek do mieszanki mineralno asfaltowej podczas produkcji w otaczarce Zakopane, 15 września 2010 36 18
Przykłady nawierzchni z gumą Zakopane, 15 września 2010 37 Arizona, USA Zakopane, 15 września 2010 38 19
Arizona, USA Zakopane, 15 września 2010 39 Poszły konie po betonie Zakopane, 15 września 2010 40 20
Ale wolały asfalt Zakopane, 15 września 2010 41 Nevada, USA Zakopane, 15 września 2010 42 21
Szybkie remonty ulic w Warszawie: Frezowanie i Wzmocnienie Zakopane, 15 września 2010 43 Typowa konstrukcja nowej nawierzchni 3 cm SMA 8 9 cm AC WMS 20 Siatka przeciwspękaniowa szklana powlekana asfaltem? cm istniejąca podbudowa z? Podłoże gruntowe Zakopane, 15 września 2010 44 22
Lokalizacja siatki w nawierzchni Nawierzchnia podatna Modernizowana Nowa warstwa ścieralna mma Nowa warstwa wiążąca mma Stara warstwa podbudowy mma Stara warstwa podbudowy mineralnej Siatka Cele: Wzmocnienie Zwiększenie trwałości zmęczeniowej kompozytu mieszanki mma + siatki Zmniejszenie naprężeń i odkształceń w podbudowie Zwiększenie nośności Zakopane, 15 września 2010 45 Lokalizacja siatki w nawierzchni Nawierzchnia podatna (lub półsztywna) Modernizowana Nowa warstwa ścieralna mma Nowa warstwa wiążąca mma Siatka szklanowęglowa Cele: Siatka szklana Stara warstwa podbudowy mma lub związana hydraulicznie Stara warstwa podbudowy mineralnej Zwiększenie odporności na koleinowanie Wzmocnienie Zwiększenie trwałości zmęczeniowej kompozytu mieszanki mma + siatki Zmniejszenie naprężeń i odkształceń w podbudowie Zwiększenie nośności Zakopane, 15 września 2010 46 23
Lokalizacja siatki w nawierzchni Nawierzchnia podatna (lub półsztywna) Modernizowana Siatka szklanowęglowa Nowa warstwa ścieralna mma Stara nawierzchnia z kostki kamiennej Stara warstwa podbudowy związana hydraulicznie Stara warstwa podbudowy mineralnej Cele: Zwiększenie odporności na koleinowanie Wzmocnienie Zwiększenie trwałości zmęczeniowej kompozytu mieszanki mma + siatki Zmniejszenie naprężeń i odkształceń w podbudowie Zwiększenie nośności Zakopane, 15 września 2010 47 Skuteczność siatki Bardzo dobre połączenie międzywarstwowe (w przeciwieństwie do włókniny) Sztywność siatki Ujawnienie działania siatki na spękanym, osłabionym podłożu Zakopane, 15 września 2010 48 24
Efekty frezowania i wzmocnienia Wzmocnienie nawierzchni AC WMS Wysoki moduł sztywności Duża trwałość zmęczeniowa Siatka Wzmocnienie nawierzchni Zapobieganie spękaniom odbitym Zapobieganie deformacjom trwałym SMA 8 Lepsza tekstura niż BA Dobre właściwości przeciwpoślizgowe Mniejsza hałaśliwość ruchu PmB większa wodo i mrozoodporność Zakopane, 15 września 2010 49 Frezowanie i wzmocnienie: Doświadczenia warszawskie Harmonogram robót Rozpoczęcie robót: piątek 18.00 Oddanie nawierzchni do ruchu: poniedziałek 6.00 W ciągu 7 lat (2004 2010) wykonano ponad odnowę nawierzchni ponad 300 km ulic warszawskich Dotychczasowy rekord w 2008 r. ponad 100 km Zakopane, 15 września 2010 50 25
Frezowanie i wzmocnienie: Doświadczenia warszawskie Szybka i skuteczna poprawa stanu nawierzchni ulic Mniejsze koszty odnowy niż generalnego remontu od 2,5 do 10 ciokrotnie niż klasycznych przebudów Szybkość odnowy i zmniejszenie utrudnienia ruchu małe koszty społeczne 1 miesiąc utrudnień ruchu z powodu przebudowy skrzyżowania to 1,2 mld PLN kosztów społecznych Utrudnienia ruchu tylko w weekend Poprawa komfortu jazdy po mieście (wzrost komfortu życia użytkowników) Poprawa komfortu otoczenia zmniejszenie hałasu Zakopane, 15 września 2010 51 ul. Marszałkowska, Zakopane, 15 września 2004 2010 52 26
ul. Marszałkowska, 2004 Zakopane, 15 września 2010 53 ul. Marszałkowska, 2004 Zakopane, 15 września 2010 54 27
ul. Koszykowa, 2005 Zakopane, 15 września 2010 55 ul. Koszykowa, 2005 Zakopane, 15 września 2010 56 28
ul. Koszykowa, 2005 Zakopane, 15 września 2010 57 Zakopane, 15 września ul. 2010Koszykowa, 2005 58 29
ul. Koszykowa, 2005 Zakopane, 15 września 2010 59 Plac Teatralny, 2005 Zakopane, 15 września 2010 60 30
ul. Moliera, 2005 Zakopane, 15 września 2010 61 Al. Krakowska, 2006 Zakopane, 15 września 2010 62 31
Al. Krakowska, 2006 Zakopane, 15 września 2010 63 Al. Krakowska, 2006 Zakopane, 15 września 2010 64 32
Dziękuję za uwagę Zakopane, 15 września 2010 65 33