Przegląd hałaśliwości różnych typów nawierzchni drogowych na podstawie wyników pomiarów metodą CPX dr inż. Piotr Mioduszewski
Hałas drogowy Zależy od: natężenia i kompozycji ruchu drogowego (ilość pojazdów w poszczególnych kategoriach: samochody osobowe, dostawcze, ciężarowe) prędkości i charakteru ruchu drogowego (przyspieszanie, hamowanie, poruszanie się ze stałą prędkością) stanu technicznego pojazdów i rodzaju ogumienia nawierzchni drogowej po której poruszają się pojazdy (wpływ na generowanie hałasu przez opony i rozprzestrzenianie się hałasu od wszystkich źródeł: opony, silnik, układ wydechowy, układ napędowy) usytuowania i parametrów drogi (na płaskim terenie, w zagłębieniu, w tunelu, na estakadzie; nachylenie, ilość pasów) charakteru bezpośredniego otoczenia drogi (otwarty teren, sąsiedztwo zabudowy, nasypy ziemne, zadrzewienie, ekrany akustyczne) warunków atmosferycznych (opady, wiatr, temperatura otoczenia, wilgotność; zalegający śnieg, woda na nawierzchni)
Metody pomiarowe hałasu drogowego Do oceny hałaśliwości nawierzchni stosowana jest głównie: Metoda CPX Close Proximity method CPX (ISO/DIS 11819-2.2) Danish Road Institute IFSTTAR
Metody pomiarowe hałasu drogowego Do oceny hałaśliwości nawierzchni stosowane są również: Metoda statystycznego przejazdu Statistical Pass-By method SPB (ISO 11819-1) Metoda OBSI (Stany Zjednoczone) On-Board Sound Intensity method OBSI (AASHTO TP-76) Danish Road Institute
Metoda CPX Dedykowana jest do: oceny własności akustycznych nawierzchni ułożonej praktycznie w każdym miejscu i czasie, w celu sprawdzenia ich zgodności ze specyfikacją danej nawierzchni, sprawdzenia wpływu utrzymania i stanu technicznego nawierzchni (zużycie, uszkodzenia, zanieczyszczenia) na jej właściwości akustyczne, sprawdzenie jednorodności nawierzchni, prac badawczo-rozwojowych nad cichymi nawierzchniami i nad zjawiskiem współpracy opony z nawierzchnią.
Metoda CPX Założenia: Koło badane umieszczone jest przeważnie w specjalnie skonstruowanej przyczepie badawczej, a pomiary są prowadzone w polu bliskim za pomocą dwóch mikrofonów zainstalowanych w pobliżu styku opony z nawierzchnią i poruszających się wraz z pojazdem. Metoda ta bierze pod uwagę wyłącznie hałas toczenia opon pomijając pozostałe źródła dźwięku poruszającego się pojazdu. Przyczepa CPX Tiresonic Mk4 zaprojektowana i zbudowana w Politechnice Gdańskiej
Metoda CPX Założenia: Do oceny nawierzchni wykorzystuje się dwie opony referencyjne zgodnie z aktualną wersją specyfikacji technicznej ISO/TS 11819-3 Opona P1 - SRTT (Uniroyal Tigerpaw ASTM F2493) - reprezentuje hałas toczenia samochodów osobowych Opona H1 - AAV4 (Avon AV4) P1 H1 - reprezentuje hałas toczenia samochodów ciężarowych Wynikiem jest wskaźnik CPX Index obliczany dla każdej z prędkości referencyjnych (50 km/h, 80 km/h i 100 km/h): 50% L P1 + 50% L H1
Pomiary hałaśliwości nawierzchni Prezentowane pomiary hałaśliwości nawierzchni drogowych w Polsce i innych krajach europejskich zostały wykonane w latach 2000 2014. 181 odcinków pomiarowych w Polsce 554 odcinki pomiarowe w innych krajach Europy (Szwecja, Dania, Niemcy, Szwajcaria, Holandia, Belgia, Węgry) Pomiary wykonano przy użyciu przyczep Tiresonic Mk3 i Tiresonic Mk4
Pomiary hałaśliwości nawierzchni W 2009 roku uległy zmianie opony referencyjne: w miejsce czterech starych opon (A, B, C i D) wprowadzono dwie nowe (P1 i H1) Opony stosowane do roku 2009 Opony stosowane od roku 2007 A B C D SRTT AAV4 Opona A (Avon/Cooper ZV 1) letnia rzeźba bieżnika; Opona B (Avon/Cooper Enviro CR 322) letnia rzeźba bieżnika; Opona C (Avon/Cooper Turbogrip CR 65) zimowa rzeźba bieżnika; Opona D (Dunlop SP Arctic) agresywna rzeźba bieżnika; Opona P1 - SRTT (Uniroyal Tigerpaw ASTM F2493) reprezentuje hałas toczenia samochodów osobowych Opona H1 - AAV4 (Avon AV4) reprezentuje hałas toczenia samochodów ciężarowych Każdorazowo w czasie wykonywanych pomiarów opony referencyjne były zgodnie z obowiązującą wówczas wersją standardu ISO.
Pomiary hałaśliwości nawierzchni W czasie pomiarów badane nawierzchnie charakteryzowały się: różnym wiekiem, zróżnicowanym stanem technicznym, były wykonywane przez różnych producentów i wykonawców, czasami posiadały różne modyfikacje i ulepszenia, czasem były wykonane z błędami, nawierzchnie porowate były czasem zanieczyszczone, ale również i czyste (pomiary wykonane bezpośrednio po przeprowadzonym czyszczeniu), przeważały nawierzchnie powszechnie stosowane na drogach, ale były również odcinki eksperymentalne.
Nawierzchnie referencyjne Jako nawierzchnię referencyjną dla Polski wybrano SMA 11 mm (najpopularniejsza obok betonu asfaltowego o tym samym uziarnieniu) CPXI = 98,7 db (dla 80 km/h) Nawierzchnią referencyjną (najpopularniejszą) w innych krajach europejskich jest beton asfaltowy o maks. uziarnieniu 11 mm: DAC 11 CPXI = 99,0 db (dla 80 km/h)
Hałaśliwość nawierzchni drogowych Klasyfikacja nawierzchni pod względem hałaśliwości [4]: kryterium podziału jest wskaźnik CPXI dla prędkości 80 km/h Poziom dźwięku Kategoria CPXI (80 km/h) [db(a)] Niska hałaśliwość < 93.5 Zredukowana hałaśliwość 93.5 96.4 Normalna hałaśliwość 96.5 99.5 Podwyższona hałaśliwość 99.6 102.5 Nadmierna hałaśliwość > 102.5 Przykładowe nawierzchnie Pojedyncze nawierzchnie porowate o uziarnieniu kruszywa poniżej 10 mm Podwójne nawierzchnie porowate Nawierzchnie poroelastyczne SMA i betony asfaltowe o uziarnieniu poniżej 10 mm Cienka dywaniki bitumiczne o uziarnieniu kruszywa poniżej 10 mm Pojedyncze nawierzchnie porowate o uziarnieniu kruszywa powyżej 10 mm SMA o uziarnieniu kruszywa powyżej 10 mm Cienkie dywaniki bitumiczne o uziarnieniu 10-16 mm Betony asfaltowe o uziarnieniu poniżej 16 mm Betony cementowe o optymalnym teksturowaniu Powierzchniowe utrwalenia Uszorstnione nawierzchnie typu SMA Betony asfaltowe o uziarnieniu powyżej 16 mm Klasyczne betony cementowe Betonowa kostka brukowa przy optymalnych układach połączeń Betony cementowe poprzecznie rowkowane Betonowa kostka brukowa bez optymalizacji połączeń Kostka kamienna
Prawidła akustyki Należy pamiętać, że: Wzrost poziomu ciśnienia akustycznego o 3 db oznacza pod względem energetycznym podwojenie hałasu (spadek poziomu o 3 db oznacza redukcję hałasu o połowę). Subiektywne zmiany poziomu ciśnienia akustycznego o 3 db są zauważalne przez człowieka, aczkolwiek nie aż tak wyraźne, jak wynika to z powyższej zależności. Dopiero przyrost poziomu ciśnienia akustycznego o 10 db jest odczuwalny jako podwojenie odczucia głośności. Ucho ludzkie nie odbiera wzrostu poziomu ciśnienia akustycznego jako proporcjonalnego przyrostu głośności, a dodatkowo odpowiedź częstotliwościowa ucha nie jest liniowa i zmienia się wraz z poziomem dźwięku.
PERS DPAC 8+16 BBTM 5 PAC 8 BBTM 8 SMA LA DAC 11 SMA 8 SMA 5 CC RA 8 PAC 11 SMA 10 RA 11 DAC 16 SMA 11 SMA 12 DAC 12 SS MNU CB PS Niska hałaśliwość CPX Index (80 km/h) [db(a)] Zredukowana hałaśliwość Normalna hałaśliwość Podwyższona hałaśliwość Nadmierna hałaśliwość Hałaśliwość nawierzchni w Polsce 108 107 106 105 104 103 102 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 Nawierzchnia drogowa
Hałaśliwość nawierzchni w Polsce Nawierzchnia drogowa Ilość oznaczenie nazwa średnio CPX Index [db(a)] dla 80 km/h różnica do naw. refer. DAC 16 Beton asfaltowy 13 98,5-0,2 96,7 101,3 DAC 12 Beton asfaltowy 21 99,3 0,6 97,4 101,7 DAC 11 Beton asfaltowy 2 96,8-1,9 96,8 96,8 SMA 12 Mastyks grysowy 13 99,2 0,5 97,1 100,5 SMA 11 Mastyks grysowy - naw. referencyjna 13 98,7-97,4 100,1 SMA 10 Mastyks grysowy 4 98,4-0,3 98,2 98,5 SMA 8 Mastyks grysowy 18 97,2-1,5 95,7 99,3 SMA 5 Mastyks grysowy 6 97,6-1,0 95,6 99,4 SMA LA Mastyks grysowy o obniżonej głośności 8 96,7-2,0 93,4 98,4 BBTM 8 Cienka warstwa o nieciągłym uziarnieniu 23 95,3-3,4 93,5 97,6 BBTM 5 Cienka warstwa o nieciągłym uziarnieniu 11 93,5-5,2 92,1 96,5 PAC 11 Asfalt porowaty jednowarstwowy 4 98,0-0,6 97,5 98,7 PAC 8 Asfalt porowaty jednowarstwowy 9 94,5-4,2 93,5 95,9 DPAC 8+16 Asfalt porowaty dwuwarstwowy 1 93,2-5,5 93,2 93,2 RA 11 Mieszanka modyfikowana gumą 1 98,4-0,3 98,4 98,4 RA 8 Mieszanka modyfikowana gumą 10 97,9-0,8 96,5 99,8 SS Cienka warstwa na zimno - Slurry Seal 4 99,4 0,7 98,8 100,0 MNU 11 Mieszanka o nieciągłym uziarnieniu 3 99,7 1,0 98,8 101,2 CC Beton cementowy 10 97,9-0,8 97,2 100,0 CB Kostka betonowa 3 102,9 4,2 100,6 104,1 PS Kostka kamienna 3 106,4 7,7 106,1 107,0 PERS Nawierzchnia poroelastyczna 1 88,7-10,0 88,7 88,7 min max Najcichszymi nawierzchniami w Polsce są cienkie dywaniki o nieciągłym uziarnieniu BBTM 5 i BBTM 8 oraz asfalty porowate DPAC 8+16 i PAC 8 (przeważają odcinki doświadczalne). Umożliwiają one redukcję hałasu o ponad 5 db (maksymalnie 7 db) w stosunku do nawierzchni referencyjnej.
PERS ISO 10844 PCC DPAC 8+16 DPAC 11+16 SMA 5 DPAC 16+16 PAC 11 GA SS DAC 8 BBTM 6 PAC 8 SMA 8 RA 8 BBTM 8 Remix SD DAC 11 RA 11 SMA 11 CC PAC 16 DAC 16 BBTM 11 BBTM 16 SMA 16 RA 16 Niska hałaśliwość CPX Index (80 km/h) [db(a)] Zredukowana hałaśliwość Normalna hałaśliwość Podwyższona hałaśliwość Nadmierna hałaśliwość Hałaśliwość nawierzchni w Europie 108 107 106 105 104 103 102 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 Nawierzchnia drogowa
Hałaśliwość nawierzchni w Europie Nawierzchnia drogowa Ilość oznaczenie nazwa średnio CPX Index [db(a)] dla 80 km/h różnica do naw. refer. min max DAC 16 Beton asfaltowy 19 99,9 0,8 97,8 101,4 DAC 11 Beton asfaltowy - naw. referencyjna 31 99,0-96,6 102,2 DAC 8 Beton asfaltowy 15 97,5-1,6 96,1 99,0 SMA 16 Mastyks grysowy 83 100,5 1,5 99,0 102,7 SMA 11 Mastyks grysowy 26 99,4 0,3 97,6 100,6 SMA 8 Mastyks grysowy 15 97,9-1,1 94,4 100,2 SMA 5 Mastyks grysowy 4 96,2-2,9 95,5 96,7 BBTM 16 Cienka warstwa 8 100,4 1,3 99,1 102,3 BBTM 11 Cienka warstwa 17 100,0 1,0 98,8 101,1 BBTM 8 Cienka warstwa 6 98,3-0,8 96,2 99,3 BBTM 6 Cienka warstwa 3 97,6-1,4 96,1 98,8 SD Powierzchniowe utrwalenie 26 98,9-0,1 96,5 100,7 SS Cienka warstwa na zimno - Slurry Seal 4 97,3-1,7 94,7 98,6 Remix Mieszanka z materiałem z odzysku 5 98,7-0,4 95,2 100,8 RA 16 Mieszanka modyfikowana gumą 8 100,7 1,6 99,4 101,7 RA 11 Mieszanka modyfikowana gumą 23 99,1 0,1 96,0 101,0 RA 8 Mieszanka modyfikowana gumą 4 97,9-1,1 97,6 98,4 PAC 16 Asfalt porowaty jednowarstwowy 14 99,6 0,6 96,1 102,0 PAC 11 Asfalt porowaty jednowarstwowy 56 96,8-2,2 93,7 100,3 PAC 8 Asfalt porowaty jednowarstwowy 31 97,6-1,4 92,0 101,3 DPAC 16+16 Asfalt porowaty dwuwarstwowy 6 96,6-2,4 95,7 97,5 DPAC 11+16 Asfalt porowaty dwuwarstwowy 105 95,6-3,4 91,4 101,0 DPAC 8+16 Asfalt porowaty dwuwarstwowy 3 95,1-4,0 91,1 98,0 PCC Porowaty beton cementowy 3 94,8-4,2 94,0 96,4 CC Beton cementowy 21 99,6 0,5 95,8 102,3 GA Asfalt lany - Gussasphalt 5 97,2-1,8 96,2 98,0 ISO 10844 Nawierzchnia referencyjna ISO 2 94,5-4,5 94,0 95,0 PERS Nawierzchnia poroelastyczna 11 90,3-8,8 89,1 92,2 W Europie (poza Polską) najcichszymi nawierzchniami są dwuwarstwowe asfalty porowate DPAC 8+16 i DPAC 11+16 (do 8 db cichsze od nawierzchni referencyjnej) oraz jednowarstwowe asfalty porowate PAC 8 i PAC 11 (do 7 db cichsze).
Porównanie hałaśliwości nawierzchni Porównując nominalnie takie same lub podobne nawierzchnie badane w Polsce i w innych krajach europejskich należy pamiętać, że: mierzone odcinki nie są reprezentacją statystyczną wszystkich podobnych nawierzchni, badane nawierzchnie różniły się wiekiem, stanem technicznym, zużyciem, zanieczyszczeniem, odcinki były wykonywane przez różnych producentów i wykonawców, wiele odcinków była poddana różnym modyfikacjom i ulepszeniom, prowadzone pomiary hałaśliwości części nawierzchni miały charakter badawczo-rozwojowy.
CPX Index (80 km/h) [db(a)] Porównanie hałaśliwości nawierzchni 104 103 102 Polska Europa 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 PERS DPAC 8+16 DPAC 11+16 BBTM 5 PAC 8 PAC 11 BBTM 6 BBTM 8 RA 8 RA 11 SMA LA SMA 5 SMA 8 SMA 11 SMA 12 DAC 8 DAC 12 DAC 16 CC SS DAC 11 Polska 88,7 93,2 94,5 98,0 93,5 95,3 97,9 98,4 96,7 97,6 97,2 98,7 99,2 99,3 98,5 97,9 99,4 Europa 90,3 95,1 95,6 97,6 96,8 97,6 98,3 97,9 99,1 96,2 97,9 99,4 97,5 99,0 99,9 99,6 97,3 Nawierzchnia drogowa
CPX Index (80 km/h) [db(a)] Porównanie hałaśliwości nawierzchni 104 103 102 Polska Europa 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 PERS DPAC 8+16 DPAC 11+16 BBTM 5 PAC 8 PAC 11 BBTM 6 BBTM 8 RA 8 RA 11 SMA LA SMA 5 SMA 8 SMA 11 SMA 12 DAC 8 DAC 12 DAC 16 CC SS DAC 11 Polska 88,7 93,2 94,5 98,0 93,5 95,3 97,9 98,4 96,7 97,6 97,2 98,7 99,2 99,3 98,5 97,9 99,4 Europa 90,3 95,1 95,6 97,6 96,8 97,6 98,3 97,9 99,1 96,2 97,9 99,4 97,5 99,0 99,9 99,6 97,3 Nawierzchnia drogowa SMA (mastyksy grysowe): porównywalne poziomy dźwięku zarówno co do wartości średniej, jak również rozpiętości zakresu wartości (wyjątek stanowi SMA 5, niektóre odcinki z tej mieszanki w Polsce były eksperymentalne i ułożone z błędami podczas produkcji)
CPX Index (80 km/h) [db(a)] Porównanie hałaśliwości nawierzchni 104 103 102 Polska Europa 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 PERS DPAC 8+16 DPAC 11+16 BBTM 5 PAC 8 PAC 11 BBTM 6 BBTM 8 RA 8 RA 11 SMA LA SMA 5 SMA 8 SMA 11 SMA 12 DAC 8 DAC 12 DAC 16 CC SS DAC 11 Polska 88,7 93,2 94,5 98,0 93,5 95,3 97,9 98,4 96,7 97,6 97,2 98,7 99,2 99,3 98,5 97,9 99,4 Europa 90,3 95,1 95,6 97,6 96,8 97,6 98,3 97,9 99,1 96,2 97,9 99,4 97,5 99,0 99,9 99,6 97,3 Nawierzchnia drogowa DAC (betony asfaltowe): podobny zakres hałaśliwości, choć średnia hałaśliwość DAC 16 w Polsce jest ponad 1 db niższa niż poza krajem (wiele mierzonych odcinków tej nawierzchni w Polsce było już mocno zużytych i nie posiadały one pierwotnej szorstkości)
CPX Index (80 km/h) [db(a)] Porównanie hałaśliwości nawierzchni 104 103 102 Polska Europa 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 PERS DPAC 8+16 DPAC 11+16 BBTM 5 PAC 8 PAC 11 BBTM 6 BBTM 8 RA 8 RA 11 SMA LA SMA 5 SMA 8 SMA 11 SMA 12 DAC 8 DAC 12 DAC 16 CC SS DAC 11 Polska 88,7 93,2 94,5 98,0 93,5 95,3 97,9 98,4 96,7 97,6 97,2 98,7 99,2 99,3 98,5 97,9 99,4 Europa 90,3 95,1 95,6 97,6 96,8 97,6 98,3 97,9 99,1 96,2 97,9 99,4 97,5 99,0 99,9 99,6 97,3 Nawierzchnia drogowa RA (mieszanki modyfikowane gumą): porównywalne średnie poziomy dźwięku, a szerszy zakres rozpiętości zmierzonych poziomów dźwięku wynika zapewne z różnicy w ilości badanych odcinków: 27 w Europie, a w Polsce 11
CPX Index (80 km/h) [db(a)] Porównanie hałaśliwości nawierzchni 104 103 102 Polska Europa 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 PERS DPAC 8+16 DPAC 11+16 BBTM 5 PAC 8 PAC 11 BBTM 6 BBTM 8 RA 8 RA 11 SMA LA SMA 5 SMA 8 SMA 11 SMA 12 DAC 8 DAC 12 DAC 16 CC SS DAC 11 Polska 88,7 93,2 94,5 98,0 93,5 95,3 97,9 98,4 96,7 97,6 97,2 98,7 99,2 99,3 98,5 97,9 99,4 Europa 90,3 95,1 95,6 97,6 96,8 97,6 98,3 97,9 99,1 96,2 97,9 99,4 97,5 99,0 99,9 99,6 97,3 Nawierzchnia drogowa BBTM (cienkie dywaniki): niższe poziomy dźwięku nawierzchni w Polsce i niżej położony zakres ich zmienności (istotne różnice w stosowanych mieszankach: mieszanki nawierzchni ułożonych w Polsce charakteryzowały się porowatością i nieciągłym uziarnieniem)
CPX Index (80 km/h) [db(a)] Porównanie hałaśliwości nawierzchni 104 103 102 Polska Europa 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 PERS DPAC 8+16 DPAC 11+16 BBTM 5 PAC 8 PAC 11 BBTM 6 BBTM 8 RA 8 RA 11 SMA LA SMA 5 SMA 8 SMA 11 SMA 12 DAC 8 DAC 12 DAC 16 CC SS DAC 11 Polska 88,7 93,2 94,5 98,0 93,5 95,3 97,9 98,4 96,7 97,6 97,2 98,7 99,2 99,3 98,5 97,9 99,4 Europa 90,3 95,1 95,6 97,6 96,8 97,6 98,3 97,9 99,1 96,2 97,9 99,4 97,5 99,0 99,9 99,6 97,3 Nawierzchnia drogowa PAC i DPAC (asfalty porowate): różne średnie poziomy dźwięku oraz zakres ich rozpiętości (należy pamiętać, że odcinków PAC w Polsce jest niewiele 13 szt. w porównaniu do 87 szt. poza krajem oraz prawie wszystkie mają charakter eksperymentalny)
CPX Index (80 km/h) [db(a)] Porównanie hałaśliwości nawierzchni 104 103 102 Polska Europa 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 PERS DPAC 8+16 DPAC 11+16 BBTM 5 PAC 8 PAC 11 BBTM 6 BBTM 8 RA 8 RA 11 SMA LA SMA 5 SMA 8 SMA 11 SMA 12 DAC 8 DAC 12 DAC 16 CC SS DAC 11 Polska 88,7 93,2 94,5 98,0 93,5 95,3 97,9 98,4 96,7 97,6 97,2 98,7 99,2 99,3 98,5 97,9 99,4 Europa 90,3 95,1 95,6 97,6 96,8 97,6 98,3 97,9 99,1 96,2 97,9 99,4 97,5 99,0 99,9 99,6 97,3 Nawierzchnia drogowa CC (betony cementowe): różne średnie poziomy dźwięku oraz mniejszy zakres ich rozpiętości (10 odcinków w Polsce w zbliżonych odmianach vs. 21 odcinków poza krajem w różnych odmianach: rowkowany poprzecznie, wzdłużnie, z odkrytym kruszywem, szczotkowany, szlifowany)
CPX Index (80 km/h) [db(a)] Porównanie hałaśliwości nawierzchni 104 103 102 Polska Europa 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 PERS DPAC 8+16 DPAC 11+16 BBTM 5 PAC 8 PAC 11 BBTM 6 BBTM 8 RA 8 RA 11 SMA LA SMA 5 SMA 8 SMA 11 SMA 12 DAC 8 DAC 12 DAC 16 CC SS DAC 11 Polska 88,7 93,2 94,5 98,0 93,5 95,3 97,9 98,4 96,7 97,6 97,2 98,7 99,2 99,3 98,5 97,9 99,4 Europa 90,3 95,1 95,6 97,6 96,8 97,6 98,3 97,9 99,1 96,2 97,9 99,4 97,5 99,0 99,9 99,6 97,3 Nawierzchnia drogowa SS ( Slurry Seal cienkie warstwy na zimno): całkowicie odmienna hałaśliwość odcinków w tej technologii (wpływ na to może mieć niewielka ilość zmierzonych odcinków: tylko 4 szt. w Polsce i 4 szt. poza krajem)
CPX Index (80 km/h) [db(a)] Porównanie hałaśliwości nawierzchni 104 103 102 Polska Europa 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 PERS DPAC 8+16 DPAC 11+16 BBTM 5 PAC 8 PAC 11 BBTM 6 BBTM 8 RA 8 RA 11 SMA LA SMA 5 SMA 8 SMA 11 SMA 12 DAC 8 DAC 12 DAC 16 CC SS DAC 11 Polska 88,7 93,2 94,5 98,0 93,5 95,3 97,9 98,4 96,7 97,6 97,2 98,7 99,2 99,3 98,5 97,9 99,4 Europa 90,3 95,1 95,6 97,6 96,8 97,6 98,3 97,9 99,1 96,2 97,9 99,4 97,5 99,0 99,9 99,6 97,3 Nawierzchnia drogowa PERS (nawierzchnie poroelastyczne): wszystkie nawierzchnie są eksperymentalne (tylko 1 szt. w Polsce i 11 szt. poza krajem) stąd odmienna ich hałaśliwość. Odcinek w Polsce był o dużej porowatości ale i bardzo niskiej trwałości wytrzymał kilkanaście dni (błędy przy jej układaniu)
Nawierzchnie drogowe w Polsce 1. Zdecydowana większość badanych nawierzchni w Polsce cechuje się normalną hałaśliwością, choć również znacząca ilość należy do klasy o podwyższonej hałaśliwości. 2. Powszechnie stosowane w Polsce warstwy ścieralne SMA nie charakteryzują się nadmierną w stosunku do pozostałych typów hałaśliwością. 3. Najcichszymi nawierzchniami w Polsce (5-7 db cichsze od referencyjnej) są cienkie dywaniki o nieciągłym uziarnieniu (niezbyt liczne) oraz asfalty porowate (występują głównie na odcinkach doświadczalnych). 4. Do klasy nawierzchni o nadmiernej hałaśliwości zaliczają się nawierzchnie z kostki betonowej stosunkowo często układane na osiedlach mieszkaniowych w Polsce. 5. Najgłośniejsze są nawierzchnie z kostki kamiennej występujące najczęściej w zabytkowych centrach miast.
Nawierzchnie drogowe w Europie 1. W Europie najcichszymi ze standardowo stosowanych nawierzchni są dwuwarstwowe asfalty porowate (do 8 db cichsze od nawierzchni referencyjnej). 2. Powszechne są również jednowarstwowe asfalty porowate charakteryzujące się redukcją hałasu do 7 db. 3. Najgłośniejsze wśród wszystkich nawierzchni europejskich są warstwy ścieralne o uziarnieniu 0-16 mm (mogą być one o prawie 4 db głośniejsze od nawierzchni referencyjnej); wszystkie klasyfikują się do grupy nawierzchni o podwyższonej hałaśliwości. 4. Najcichsze na świecie są nawierzchnie poroelastyczne. Występują one na razie jedynie jako odcinki doświadczalne. Umożliwiają redukcję hałasu toczenia do 10 db.
Redukcja hałaśliwości nawierzchni Poprzez: 1. POROWATOŚĆ zmniejszenia przetłaczania powietrza w przestrzeni pomiędzy oponą a nawierzchnią, co ogranicza drgania powietrza w rowkach bieżnika oraz minimalizuje efekt rogu, znaczne zmniejszenie tej części hałasu generowanego przez toczącą się oponę, która wywoływana jest zjawiskami aerodynamicznymi, zwiększenie absorpcji (zmniejszenie propagacji) dźwięku, również tego pochodzącego z innych źródeł hałasu pojazdu (silnik, układ wydechowy). W obecnie stosowanych nawierzchniach porowatych zawartość wolnych przestrzeni stanowi 25-30% objętości co przekłada się na zmniejszenie hałaśliwości tych nawierzchni o 5-8 db w porównaniu do nawierzchni z betonu asfaltowego.
Redukcja hałaśliwości nawierzchni Poprzez: 2. REDUKCJA UZIARNIENIA I ELASTYCZNOŚĆ ograniczenie hałasu powstającego przy uderzaniu klocków bieżnika opony o nawierzchnię (zredukowanie drgań promieniowych i wzdłużnych klocków przenoszących się dalej na opasanie i boki opony) zmniejszenie wymuszeń drgań, na drodze uelastycznienia nawierzchni drogowej zmniejszenia sztywności poprzez zastosowanie innego, bardziej elastycznego materiału
Redukcja hałaśliwości nawierzchni Poprzez: 3. POROELASTYCZNOŚĆ obecnie produkowane nawierzchnie poroelastyczne cechują się objętościową zawartością wolnych przestrzeni w zakresie 25-40% zawartość spoiwa w nawierzchni, którym jest przeważnie poliuretan, stanowi wagowo 5-15% masy nawierzchni, guma użyta do produkcji nawierzchni zwykle pochodzi ze zużytych opon, może być również stosowany nowowyprodukowany materiał gumowy, w nawierzchniach tych występują dodatki w postaci piasku, grysu lub innych materiałów mających na celu zwiększenie przyczepności.
Nawierzchnia poroelastyczna PERS Technologia wykonania: Poroelastyczny materiał takiej nawierzchni, występujący zwykle w postaci płyt grubości około 30mm, przyklejany jest na sztywnym podłożu, którym może być np. tradycyjna nawierzchnia drogowa. Do przyklejenia stosowane może być to samo spoiwo, które wykorzystano do łączenia materiału samej nawierzchni, mogą być także stosowane inne kleje w postaci żywic. Nawierzchnia poroelastyczna może być również przygotowywana na miejscu i rozkładana tradycyjnymi metodami.
Podziękowanie Część prezentowanych pomiarów została wykonana w ramach projektu LEO finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. LEO - Low Emission Optimised tyres and road surfaces for electric and hybrid vehicles Project Promoter: Project Partner: Duration of the Project: Gdansk University of Technology, Poland Mechanical Engineering Faculty Stiftelsen SINTEF ICT, Norway Department of Acoustics May 1 st, 2013 April 30 th, 2016 (36 months) Project Budget: 2 247 344 PLN (547 679 EUR) Grant amount: 100%
Bibliografia 1. International Organization for Standardization (ISO): Acoustics - Measurement of the influence of road surfaces on traffic noise - Part 2: The close-proximity (CPX) method, ISO/DIS 11819-2.2, 2015. 2. International Organization for Standardization (ISO): Acoustics - Measurement of the influence of road surfaces on traffic noise - Part 3: Reference tyres, ISO/TS 11819-3, 2012. 3. International Organization for Standardization (ISO): Acoustics - Measurement of the influence of road surfaces on traffic noise - Part 1: Statistical Pass-by method, ISO 11819-1, 1997. 4. Gardziejczyk W.: Wpływ technologii wykonania i tekstury nawierzchni drogowych na hałas pojazdów samochodowych, Rozprawy Naukowe Nr 121. Dział Wydawnictw i Poligrafii Politechniki Białostockiej, Białystok 2005. 5. Mioduszewski P.: Przegląd hałaśliwości nawierzchni drogowych w Polsce i w innych krajach Unii Europejskiej, Metody ochrony środowiska przed hałasem - teoria i praktyka, ed. Janusz Bohatkiewicz, Zakopane: Portal drogowy Edroga.pl - Wydawnictwo EKKOM Kraków, 2013.
Dziękuję za uwagę J Politechnika Gdańska Wydział Mechaniczny ul. Narutowicza 11/12 80-233 Gdańsk e-mail: pmiodusz@pg.gda.pl