Śląskie forum drogownictwa Katowice Badania hałasu generowanego przez nawierzchnie betonowe Prof. dr hab. inż. Antoni Szydło Dr hab. inż. Piotr Mackiewicz Politechnika Wrocławska
Wprowadzenie Przedmiotem referatu jest prezentacja wyników pomiarów hałasu metodą OBSI na nawierzchniach betonowych w Polsce. Badania przeprowadzono w ramach programu RID wspólnie z IBDIM. - Badano wpływ rodzaju nawierzchni betonowych, - Badano wpływ równości, - Badano wpływ makrotekstury.
Charakterystyka nawierzchni betonowych Nawierzchnie betonowe ze szczelinami gruntowanie masa zalewowa profil kord wkładka ochronna wkładka ochronna Nawierzchnie betonowe bez szczelin (o ciągłym zbrojeniu)
Wykończenie górnej powierzchni cement cement + piasek powierzchnia zaprawy - szczotkowanie poprzeczne cement + piasek + kruszywo beton - tekstura podłużna - odkryte kruszywo tekstura europejska
Tekstura amerykańska Next Generation Concrete NGCS=Grinding & Grooving
Lokalizacja odcinków pomiarowych A4 km 51+400 62+300 - tekstura podłużna DK50 km 72+800 75+000 - tekstura podłużna A2 1+000-2+000 Jezdnia północna: nawierz. o ciągłym zbrojeniu Jezdnia południowa: nawierz. dyblowana na podb. z chudego betonu A18 - odkryte kruszywo Jezdnia północna: A4 132+500,00-133+800,00 133+975,00-134+860,00 135+550,00-137+000,00 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 S8 217+000-225+000 Jezdnia północna i południowa: nawierz. dyblowana na podbudowie z betonu - odkryte kruszywo - szczotkowanie poprzeczne
Wybrane nawierzchnie badanych dróg A4 30cm 23cm 27cm 30cm Krusz. Łamane stab. mech. 20cm Chudy beton 6-9 MPa 20cm Chudy beton 6-9 MPa
Wybrane nawierzchnie badanych dróg A2
zchnia z odkrytym kruszywem Wybrane nawierzchnie badanych dróg S8 zchnia z odkrytym kruszywem
Wybrane nawierzchnie badanych dróg A4 (km 51+400-62+300) km 51+4000 km 62+300
Wybrane nawierzchnie badanych dróg DK50
km 54+400 Jezdnia południowa: km 54+400-69+100: stara Wybrane nawierzchnie badanych dróg A18 nawierzchnia betonowa
Badane cechy metoda OBSI 72 km/h i 97 km/h metoda RSP - wpływ szczelin na poziom hałasu - wpływ równości podłużnej (IRI) na poziom hałasu - wpływ tekstury (MPD) na poziom hałasu
Poziom dźwięku IL [dba] Wyniki badań (S8) różne nawierzchnie, różne prędkości ~Δ3 db Typ nawierzchni AC Beton cementowy SMA Prędkość km/h
A4_01.06.2017_34 C_ ciągłe zbroj. A4_05.06.2017_20 C_ ciągłe zbroj. A4_01.06.2017_34 C_ podbud. z bet. A4_05.06.2017_20 C_ podbud. z bet._j. pd. A4_05.06.2017_20 C_ podb. z krusz. IL [db] A2_30.05.2017_23 C_ ciągłe zbroj. A2_30.05.2017_23 C_ podbud. z bet. S8_30.05.2017_41 C_ podbud. z bet._j. pn. S8_30.05.2017_41 C_ podbud. z bet._j. pd. IL [db] Wyniki badań wpływ występowania szczelin na poziom hałasu 97 km/h 107.0 106.0 105.0 104.0 103.0 102.0 101.0 100.0 99.0 98.0 101.5 db odkryte kruszywo 103.5 db chudy beton rodzaje konstrukcji: - nawierzchnia bez dylatacji chudy beton - nawierzchnie z dylatacjami kruszywo szczotkowanie poprzeczne 107.0 106.0 105.0 104.0 103.0 102.0 101.0 100.0 99.0 98.0 105.1dB 105.4 db
IL [db] IL [db] Wyniki badań wpływ wypełnienia szczelin na poziom hałasu 97 km/h 106.0 105.0 104.0 72 km/h 106.0 105.0 104.0 104.9 104.2 97 km/h 103.0 103.0 102.0 101.0 101.1 102.0 101.0 100.0 99.0 98.8 100.0 99.0 98.0 98.0 97.0 97.0 96.0 96.0 95.0 A4_szczeliny profile DK50_szczeliny wypełnienia 95.0 A4_szczeliny profile DK50_szczeliny wypełnienia MTD A4 = MTD DK50 = 0.43 mm IRI A4 = 1.30 mm/m; IRI DK50 = 1.98 mm/m
IL [db] IL [db] Wyniki badań wpływ różnego stopnia uszkodzenia szczelin 108.00 107.00 106.00 72 km/h 108.00 107.00 106.00 A18 106.81 97 km/h 105.00 104.00 A18 105.00 104.00 104.3 103.9 103.00 102.33 103.00 102.00 102.00 101.00 100.6 100.3 101.00 100.00 100.00 99.00 99.00 98.00 mocno wyeksploatowana nawierzchnia ze szczelinami nawierzchnia ze szczelinami nawierzchnia bez szczelin (o ciągłym zbrojeniu) 98.00 mocno wyeksploatowana nawierzchnia ze szczelinami nawierzchnia ze szczelinami nawierzchnia bez szczelin (o ciągłym zbrojeniu) A18: szerokość szczelin powyżej 15 mm, uskoki powyżej 4-5 mm IRI A4 = 1.30 mm/m; IRI A18 = 7.07 mm/m
Identyfikacja szczelin A18 A4
A4_05.06.2017_20 C _podbud. z bet. A4_05.06.2017_20 C _podbud. z bet._j. pd. A4_05.06.2017_20 C _ciągłe zbroj. A4_05.06.2017_20 C _podb. z krusz. A2_30.05.2017_23 C _ciągłe zbroj. A2_30.05.2017_23 C _podbud. z bet. S8_30.05.2017_41 C_ podbud. z bet._j. pn. S8_30.05.2017_41 C_ podbud. z bet._j. pd. A4 (km 51+400 62+300)_07.11.2017_ j.pn. DK50 (pas prawy) A18_15.10.2017_14 C_podbud. z bet._j.pd International Roughness Index (IRI) [mm/m] Wyniki badań analiza równości (IRI) na różnych drogach - szczotk. poprzeczne - odkryt. kruszywo - tekstur. podłużne (juta) 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 1.16 1.06 1.14 klasa D klasa C klasa B 1.67 1.03 klasa A 1.05 1.39 1.39 1.18 1.98 7.07
IL [db] IL [db] Wyniki badań wpływ równości (IRI) na poziom hałasu 104-106dB 101-104dB 99-101dB 107 106 105 104 103 102 101 100 99 szczotkowanie poprzeczne odkryte kruszywo Next Generation Concrete NGCS=Grinding & Grooving 98 0.5 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5 2.8 107 106 105 104 103 102 101 100 99 y = 3.3087x + 98.722 R² = 0.6746 y = 1.0081x + 98.38 R² = 0.6462 International Roughness Index (IRI) [mm/m] Odkryte kruszywo dwie prędkości 97 km/h 72 km/h teksturowanie podłużne 104-105dB 98 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 International Roughness Index (IRI) [mm/m] 97 km/h
A4_05.06.2017_20 C_ podbud. z bet. A4_05.06.2017_20 C_ podbud. z bet._j. pd. A4_05.06.2017_20 C_ ciągłe zbroj. A4_05.06.2017_20 C_ podb. z krusz. A2_30.05.2017_23 C_ ciągłe zbroj. A2_30.05.2017_23 C_ podbud. z bet. S8_30.05.2017_41 C_ podbud. z bet._j. pn. S8_30.05.2017_41 C_ podbud. z bet._j. pd. A4 (km 51+400 62+300)_07.11.2017_ j.pn. DK50 (pas prawy) A18_15.10.2017_14 C_podbud. z bet._j.pd Tekstura, MTD [mm] Wyniki badań analiza tekstury (MTD) na różnych drogach 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 - szczotk. poprzeczne - odkryt. kruszywo - tekstur. podłużne (juta) 0.44 0.41 0.42 0.44 klasa A klasa B klasa C 0.91 0.95 1.01 1.00 0.52 0.43 1.09 0.40 0.20 klasa D 0.00
IL [db] IL [db] Wyniki badań wpływ tekstury (MPD) na poziom hałasu 104-106dB 101-104dB 99-101dB 107 106 105 104 103 102 101 100 99 teksturowanie podłużne szczotkowanie poprzeczne Next Generation Concrete NGCS=Grinding & Grooving 97 km/h 97 km/h 98 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 107 106 105 104 103 102 101 100 99 y = 17.079x + 86.173 R² = 0.7934 y = 4.4783x + 95.298 R² = 0.6831 Tekstura, MTD [mm] Odkryte kruszywo dwie prędkości odkryte kruszywo 104-105dB 98 0.800 0.825 0.850 0.875 0.900 0.925 0.950 0.975 1.000 1.025 1.050 Tekstura, MTD [mm] 97 km/h 72 km/h
IL [db] Tekstura, MTD [mm] International Roughness Index (IRI) [mm/m] Wyniki badań wpływ okresu eksploatacji 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 S8-przed ekspl. S8 y = -3.890E-09x + 1.049 R² = 0.8784 A2 (naw. dyblowana) A2 (ciągłe zbroj.) Zmiana tekstury MTD y = -5.415E-09x + 1.076 R² = 0.9761 A4 (km 51+400 62+300) 0.4 A4 - odkryt. kruszywo 0.2 - szczotk. poprzeczne - tekstur. podłużne (juta) 0.0 0.0E+00 2.5E+07 5.0E+07 7.5E+07 1.0E+08 1.3E+08 1.5E+08 liczba pojazdów w okresie eksploatacji 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 S8 A2 - odkryt. kruszywo - szczotk. poprzeczne - tekstur. podłużne (juta) A4 A4 (km 51+400 62+300) Brak zmiany IRI 0.00 0.0E+00 2.5E+07 5.0E+07 7.5E+07 1.0E+08 1.3E+08 1.5E+08 liczba pojazdów w okresie eksploatacji 106.0 105.5 105.0 104.5 104.0 103.5 103.0 102.5 102.0 S8 S8-przed ekspl. DK50 A2 (naw. dyblowana) y = 1.053E-08x + 103.89 R² = 0.4507 101.5 A2 (ciągłe zbroj.) - tekstur. podłużne (juta) 101.0 0.0E+00 2.5E+07 5.0E+07 7.5E+07 1.0E+08 1.3E+08 liczba pojazdów w okresie eksploatacji A4 - odkryt. kruszywo - szczotk. poprzeczne Na 130 mln pojazdów wzrost poziomu dźwięku 1-2 db
udział pojazdów ciężarowych [%] Wyniki badań wpływ okresu eksploatacji 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 46 43 30 32 24 A4 S8 A2 A4 (km 54) DK50
Poziom dźwięku (OBSI) [db] IL OBSI 97 km/h [db] Korelacje z różnymi metodami pomiaru jazdu, 0 107.5 107.0 106.5 106.0 105.5 105.0 104.5 y = 0.1704x + 90.714 R² = 0.8993 A4-podb. z betonu (j.pd) A4-ciągłe zbroj. A4-podb. z bet. ( j.pn) A4-podb. z krusz. A18 80 85 90 95 100 poziom dźwięku (kabina pojazdu, Sound Meter) [db] 106 106 105 105 104 104 103 103 102 102 101 A2 y = 0.3871x + 73.177 R² = 0.8312 S8 74 76 78 80 82 84 obliczony równoważny poziom dźwięku [db] A4 A4 A4
A4_podbud. z bet._j. pn. A4_podbud. z bet._j. pd. A4_ciągłe zbroj._j. pn. A4_podb. z krusz._j. pn. A2_ciągłe zbroj._j. pn. A2_podbud. z bet._j. pd. S8_podbud. z bet._j. pn. S8_podbud. z bet._j. pd. DK50 A18_podbud. z bet._j.pd tekstura podłużna Klasyfikacja nawierzchni betonowych pod względem hałaśliwości rodzaj wykończenia: szczotkowanie poprzeczne odkryte kruszywo oznaczenie drogi: IL72 [db] 100.6 101.9 100.8 101.2 99.4 99.7 99.8 99.6 98.8 102.3 IL97 [db] 104.4 105.8 105.1 105.0 101.5 103.1 103.3 103.4 104.2 106.8 L aeq [db] 82.3 82.9 82.4-75.0-75.6 - - -
Klasyfikacja nawierzchni betonowych pod względem hałaśliwości Typ nawierzchni nawierzchnia bez szczelin z odkrytym kruszywem 0/8 nawierzchnia ze szczelinami z odkrytym kruszywem 0/8 nawierzchnia bez szczelin ze szczotkowaniem poprzecznym nawierzchnia ze szczelinami ze szczotkowaniem poprzecznym nawierzchnia ze szczelinami z teksturą podłużną nawierzchnia bez szczelin z odkrytym kruszywem 0/8, IRI < 1mm/m nawierzchnia ze szczelinami z odkrytym kruszywem 0/8, IRI > 1.0mm/m nawierzchnia bez szczelin ze szczotk. poprzecznym, IRI > 1.0mm/m nawierzchnia ze szczelinami ze szczotk. poprzecznym, IRI > 1.3mm/m nawierzchnia ze szczelinami ze teksturą podłużną IRI > 1.0mm/m nawierzchnia bez szczelin z odkrytym kruszywem 0/8, MTD < 1.0mm nawierzchnia ze szczelinami z odkrytym kruszywem 0/8, MTD > 1.0mm nawierzchnia bez szczelin ze szczotk. poprzecznym, MTD < 1.0mm nawierzchnia ze szczelinami ze szczotk. poprzecznym, MTD < 0.45mm nawierzchnia ze szczelinami z teksturą podłużną, MTD ~ 0.45mm Grinding & Grooving Zmiana poziomu dźwięku -2.0 db 0 db +1.0 db +2.0 db +1.0 db -2.5 db 0 db +1.5 db +2.0 db +1.0 db -2.5 db 0 db +1.5 db +2.5 db +1.5 db -3 db
A4_01.06.2017_34 C _podbud. z bet. A4_05.06.2017_20 C _podbud. z bet. A4_05.06.2017_20 C _podbud. z bet._j. pd. A4_01.06.2017_34 C _ciągłe zbroj. A4_05.06.2017_20 C _ciągłe zbroj. A4_01.06.2017_34 C _podb. z krusz. A4_05.06.2017_20 C _podb. z krusz. A2_30.05.2017_23 C _ciągłe zbroj. A2_30.05.2017_23 C _podbud. z bet. S8_30.05.2017_41 C _podbud. z bet._j. pn. S8_30.05.2017_41 C _podbud. z bet._j. pd. A4 (km 51+400 62+300)_07.11.2017 _j.pn. DK50 (pas prawy) A18_15.10.2017_14 C_podbud. z bet._j.pd IL [db] Porównanie nawierzchni betonowych OBSI 72 km/h 107.0 106.0 105.0 104.0 103.0 102.0 101.0 100.0 99.0 98.0 100.1 101.2 - szczotk. poprzeczne - odkryt. kruszywo - tekstur. podłużne (juta) 101.9 100.6 101.0 101.0 101.4 99.4 99.7 99.8 99.6 98.8 102.3
A4_01.06.2017_34 C_p odbud. z bet. A4_05.06.2017_20 C_p odbud. z bet. A4_05.06.2017_20 C_p odbud. z bet._j. pd. A4_01.06.2017_34 C_c iągłe zbroj. A4_05.06.2017_20 C_c iągłe zbroj. A4_01.06.2017_34 C_p odb. z krusz. A4_05.06.2017_20 C_p odb. z krusz. A2_30.05.2017_23 C_c iągłe zbroj. A2_30.05.2017_23 C_p odbud. z bet. S8_30.05.2017_41 C_p odbud. z bet._j. pn. S8_30.05.2017_41 C_p odbud. z bet._j. pd. DK50 (pas prawy) A18_15.10.2017_14 C_ podbud. z bet._0 IL [db] Porównanie nawierzchni betonowych OBSI 97 km/h 108.0 107.0 106.0 105.0 104.0 103.0 102.0 101.0 100.0 99.0 98.0 104.8 104.0 - szczotk. poprzeczne - odkryt. kruszywo - tekstur. podłużne (juta) 105.8 105.3 104.9 104.7 105.3 101.5 103.1 103.3 103.4 - grinding and grooving 104.2 106.8
Poziom dźwięku IL [dba] Wyniki badań (S8) różne nawierzchnie, różne prędkości ~Δ3 db Typ nawierzchni AC Beton cementowy SMA Prędkość km/h
Dziękuję za uwagę
AC11S SMA8 SMA11 PA8 BBTM8 SMA-LA SMA-LA SMA-LA A2_j.pn A2_j.pd S8_j.pn S8_j.pn IL [db] Porównanie różnych nawierzchni OBSI 72 km/h 105.0 104.0 103.0 102.0 101.0 100.0 99.0 98.0 97.0 96.0 99.1 97.7 99.6 96.3 96.4 100.7 100.5 99.6 db - wartość średnia dla odkryt. kruszywa 98.6 nawierzchnie z odkryt. kruszywem 99.4 99.7 99.8 99.6 95.0