Hluk na vozovce - Roadway noise

„Silniční hluk“ přeadresuje tady. U alba Judie Tzuke viz Road Noise .
Hluk na vozovce je nejběžnější formou hluku v životním prostředí . Na snímku: São Paulo , Brazílie.

Hluk na vozovce je kolektivní zvuková energie vycházející z motorových vozidel . Skládá se hlavně z povrchu vozovky , pneumatiky, motoru / převodovky, aerodynamických a brzdných prvků. Bylo zjištěno, že hluk odvalujících se pneumatik jedoucích po chodníku je největším přispěvatelem hluku na dálnici a zvyšuje se s vyšší rychlostí vozidla.

V rozvinutých a rozvojových zemích přispívá hluk ze silnic k proporcionálně velkému podílu na celkovém společenském hluku . V USA přispívá k expozici hluku prostředí více než kterýkoli jiný zdroj hluku.

Dějiny

Hongkongská silnice generující hluk na sousední využití půdy.

Hluk na vozovce se začal měřit široce rozšířeným způsobem v 60. letech, protože počítačové modelování tohoto jevu začalo mít smysl. Po přijetí zákona o environmentální politice a zákona o kontrole hluku vzrostla poptávka po podrobné analýze a osoby s rozhodovací pravomocí začali hledat u akustických vědců odpovědi týkající se plánování nových silnic a návrhu snižování hluku .

Ukázalo se, že částečné zákazy motorových vozidel z městských oblastí mají minimální dopad na snížení hladiny zvuku (jak vyplývá z pozdějších modelových studií); například částečný zákaz ve švédském Göteborgu vedl k nepatrnému snížení hladiny zvuku.

Regulace hluku v pneumatikách a hnacích ústrojích v EU a Japonsku usiluje pouze o snížení hluku přibližně o 3 dB a bude se projevovat jen pomalu, protože několik starších hlučných vozidel může ovládat zvukovou scénu.

K malému snížení hluku vozidel došlo v 70. letech, kdy státy a provincie vynucovaly nařízení o tlumení vozidel.

Hluk vozového parku se za poslední tři desetiletí příliš nezměnil; pokud však bude trend v používání hybridních vozidel pokračovat, dojde k podstatnému snížení hluku, zejména v režimu dopravního proudu pod 35 mil za hodinu. Hybridní vozidla jsou při nízkých rychlostech tak tichá, že vytvářejí problém s bezpečností chodců při couvání nebo manévrování při parkování atd. (Ale ne při jízdě vpřed), a proto jsou obvykle vybavena varovnými zvuky elektrického vozidla .

Příčiny

Rychlost

Hluk dopravních operací je významně ovlivněn rychlostmi vozidla, protože zvuková energie se zhruba zdvojnásobuje při každém přírůstku rychlosti vozidla o deset mil za hodinu; výjimka z tohoto pravidla nastává při velmi nízkých rychlostech, kde převládá hluk z brzdění a zrychlení nad aerodynamickým hlukem.

Vozidla

Nákladní automobily přispívají k nepřiměřenému hluku nejen kvůli velkým motorům, ale také výšce nafty a aerodynamickému odporu. Uvnitř jedoucích motorových vozidel je obvykle přítomen významný vnitřní hluk; ve skutečnosti si cestující obecně neuvědomují, že tyto úrovně jsou vysoké, protože zkušenosti vedly motoristy k tomu, aby očekávali úrovně obvykle převyšující 65 dBA .

Zvukoměr užívány při měření hladiny hluku.

Povrchy

Typy povrchu vozovky přispívají k různým úrovním hluku. Z běžných typů povrchů v moderních městech je rozdíl 4 dB mezi nejhlasitějšími a nejměkčími: typ těsnění s třískami a drážkované silnice jsou nejhlasitější a betonové povrchy bez distančních prvků jsou nejtišší a asfaltové povrchy jsou průměrné.

Pogumovaný asfalt (který používá recyklované staré pneumatiky) je mnohem tišší a je již široce používán. Experimentální porézní elastické silniční povrchy (PERS) mohou snížit hluk ze silnice na polovinu. PERS se vyrábí přidáním vybroušených pneumatik k asfaltovému dlažebnímu materiálu.

Studie prokázaly, že řezání podélných drážek v chodníku snižuje hluk.

Pneumatiky

Typy pneumatik mohou na základě vzorku 100 komerčně dostupných pneumatik z roku 2001 způsobit změny hluku o 10 dB (A). Od roku 2001 neexistovala žádná korelace mezi přilnavostí a hlukem. Tichší pneumatiky mohou mít mírně nižší valivý odpor. Označení pneumatik pro hluk, přilnavost a valivý odpor bylo v Evropě široce zavedeno a hlučné pneumatiky byly zdaněny.

Geometrie

Geometrie vozovky a okolní terén spolu souvisejí, protože šíření zvuku je citlivé na celkovou geometrii a musí brát v úvahu difrakci (ohýbání zvukových vln kolem překážek), odraz , útlum pozemních vln , ztrátu šíření a lom světla . Jednoduchá diskuse naznačuje, že zvuk bude snížen, když je cesta zvuku blokována terénem, ​​nebo bude vylepšen, pokud je vozovka zvýšena tak, aby vysílala; složitost interakce proměnných je však tak velká, že z tohoto jednoduchého argumentu existuje mnoho výjimek.

Vítr

Mikrometeorologie je významná v tom, že zvukové vlny lze lámat pomocí gradientů větru nebo termoklinů , což účinně vylučuje účinek některých protihlukových stěn nebo terénních zásahů.

Překážky

Geometrie plošných struktur je důležitým vstupem, protože přítomnost budov nebo stěn může za určitých okolností blokovat zvuk, ale reflexní vlastnosti mohou zvýšit zvukovou energii na jiných místech.

Počítačové modely

Na makroúrovni je nutný průběžný výzkum národních a celosvětových reakcí na znečištění hlukem ze silnic - problémy zahrnují výběr povrchu vozovky, regulaci a zdanění hlučných vzorů a průběžnou kontrolu jednotlivých vozidel.

Na mikroúrovni správy konkrétních silnic je vzhledem ke složitosti výše diskutovaných proměnných nutné vytvořit počítačový model, který dokáže analyzovat hladinu zvuku v blízkosti silnic. První smysluplné modely vznikly koncem šedesátých a počátkem sedmdesátých let a řešily zdroj hluku (např. Vozovka). Dva z předních výzkumných týmů byli BBN v Bostonu a ESL v Sunnyvale v Kalifornii . Obě tyto skupiny vyvinuly složité matematické modely, které umožňují studium alternativních návrhů vozovek, dopravních operací a strategií pro zmírnění hluku v libovolném prostředí. Pozdější modifikace modelu se rozšířily mezi státními útvary dopravy a urbanisty, ale přesnost časných modelů se za 40 let změnila jen velmi málo.

Modely obecně sledují svazky zvukových paprsků a počítají ztrátu šíření spolu s divergencí (nebo konvergencí) svazků paprsků z refrakčních jevů. Difrakce se obvykle řeší vytvořením sekundárních zářičů v jakýchkoli bodech topografické nebo antropomorfní „ostrosti“ (jako jsou protihlukové stěny nebo povrchy budov). Meteorologii lze řešit statisticky, což umožňuje aktuální statistiku větrné růžice a rychlosti větru (spolu s údaji o termoklinech). Nedávné modely se také pokusily předpovědět úrovně místního znečištění ovzduší na základě analýzy konkrétních frekvencí, které souvisejí s hlukem pneumatik a motoru.

Případové studie designu silnic

Zajímavý časný případ, kdy byly dva z předních modelů postaveny proti sobě, zahrnoval navrhované rozšíření silnice v New Jersey ze šesti na dvanáct pruhů. Modely BBN a ESL byly na opačných stranách věci, o které se rozhodovalo u vrchního soudu v New Jersey. Tento případ na začátku 70. let byl jedním z prvních amerických příkladů akustických vědců hrajících roli při konstrukci hlavní dálnice. Modely umožnily soudu porozumět účinkům geometrie vozovky (v tomto případě šířky), rychlosti vozidla, navrhovaných protihlukových stěn , překážek v obytných budovách a typů chodníků. Výsledkem byl kompromis, který zahrnoval podstatné zmírnění dopadů znečištění hlukem.

Další časný případ zahrnoval navrhované prodloužení Interstate 66 přes Arlington ve Virginii . Žalobce , Arlington koalice o přepravě žaloval Virginia Department of Transportation na základě kvality ovzduší , hluk a narušení sousedství. K analýze hluku na vozovce použil model ESL žalobce, který tento případ částečně vyhrál kvůli důvěryhodnosti počítačového modelu. Záležitost byla znovu navštívena o deset let později a bylo dohodnuto výrazně omezené provedení dálnice s tranzitním prvkem a rozsáhlé zmírnění hluku.

Pozdější případy se vyskytly v každém státě, a to jak při sporných akcích, tak při rutinním plánování a návrhu dálnice. Veřejnost i vládní agentury si uvědomily hodnotu akustické vědy pro poskytnutí užitečných poznatků o procesu navrhování vozovky.

Celosvětová perspektiva

Protihluková bariéra v australském Melbourne
Protihluková bariéra na A16 poblíž nizozemského Dordrechtu

I bez regulace existují silné individuální ekonomické tlaky na tišší vozidla, protože majitelé a zaměstnavatelé považují tišší vozidla za luxusnější a méně stresující. Přísnější regulační požadavky EU a Japonska podporují tišší design i v neregulovaných zemích, protože většina výrobců automobilů usiluje o mezinárodní prodej. Na druhé straně mohou jednotliví majitelé motorek, automobilů typu „boom-box“ (s velmi hlasitými hudebními systémy) a „svalových automobilů“ upřednostňovat hlasitější vozidlo (alespoň při volnoběhu nebo při nízkých rychlostech) a takový hluk (často z upravených výfukových systémů) lze ovládat pouze průběžnou kontrolou a sankcemi.

Několik studií dospělo k závěru, že snížení znečištění hlukem z dopravy je levné nebo nákladově efektivní. Mezi takové studie patří zvážení snížené hodnoty nemovitostí ovlivněných hlukem, nákladů na podporu rozptýlené populace, která se „snaží uniknout veškerému hluku“, a zvýšené náklady na zdravotní péči, které lze statisticky připsat hlučnějšímu prostředí.

Evropská technologie začala napodobovat zacházení s hlukem na silnicích ve Spojených státech do 80. let, ačkoli národní požadavky na hlukové studie zůstávají obecně méně přísné než v USA. V rozvojových zemích představuje hluk z motorových vozidel významný dopad, ale technologie nejsou tak vyspělé jako v západních zemích. Například nedávný dokument z Íránu ilustruje úroveň technologie, se kterou se Spojené státy setkaly v 60. letech. Evropská unie nedávno navrhla soubor požadavků na pneumatiky vozidel, podobný požadavkům zavedeným v USA v 70. letech.

V indickém Bombaji je nadměrné troubení a hluk ze silnice považováno za významnou nepříjemnost. Místní policie zahájila v roce 2020 experimentální program spojující časovou délku červených světel se snímačem okolního hluku, čímž se zvýší doba červeného světla, pokud okolní hluk z provozu překročí limity. To působí jako odrazující prostředek od používání klaksonu.

Viz také

Všeobecné:

Reference

externí odkazy