„Wpływ hałasu na człowieka jest często bagatelizowany, dlatego że skutki oddziaływania hałasu nie są dostrzegalne natychmiast. Fakty jednak świadczą o poważnym zagrożeniu. Badania prowadzone w Polsce potwierdzają, że hałas o ponadnormatywnym poziomie obejmuje 21% powierzchni kraju, oddziałując na jedną trzecią ludności”.
W ostatnich kilkudziesięciu latach zauważalny jest w Polsce znaczący rozwój infrastruktury drogowej. Obecnie w wielu miastach na jedną rodzinę przypada więcej niż jeden pojazd, a w małych miejscowościach oddalonych od dużych aglomeracji współczynnik ten jest nawet większy. Jednocześnie miasta prześcigają się w rozwoju transportu zbiorowego, zarówno linii autobusowych, jak i tramwajowych. Wraz z rozwojem techniki zwiększa się także zapotrzebowanie na usługi transportowe, które w Polsce w znacznej części realizowane są transportem kołowym po drogach publicznych.
Niestety szybki postęp cywilizacyjny i stały rozwój techniki przyczynia się również do zwiększonego poziomu hałasu w miastach i na terenach zamiejskich. Występuje kilka źródeł hałasu, lecz największym zagrożeniem jest hałas komunikacyjny.
Źródła hałasu komunikacyjnego
Przez hałas komunikacyjny określa się najczęściej nadmierny poziom głośności ruchu drogowego czy tramwajowego w sąsiedztwie zabudowań mieszkalnych. Na hałas ten ma wpływ kilka czynników związanych z poruszającymi się po drodze pojazdami.
Źródła hałasu komunikacyjnego od pojazdów silnikowych można podzielić na dwie grupy: hałas generowany przez układ napędowy silnika i jego podzespoły oraz hałas związany z bezpośrednim kontaktem toczących się opon i nawierzchni jezdni.
Do pierwszej grupy przede wszystkim zalicza się hałas pracującego silnika i całego zespołu napędowego. Można tutaj wyróżnić drgania skrzyni biegów, głośną pracę układu wydechowego i chłodnicy, jak również drgania samego silnika w czasie jego pracy.
Duży wpływ na poziom głośności pracy silnika ma prędkość i styl jazdy. Największy hałas generuje silnik przy jeździe wolnej – nie więcej niż 30-40 km/h – przy jednoczesnej jeździe na niskich przełożeniach skrzyni biegów, które przyczyniają się do zwiększenia obrotów silnika.
Przy większych prędkościach, powyżej 50- 60 km/h rzadko użytkowane są niskie biegi i stopniowo zwiększa się znaczenie hałasu aerodynamicznego generowanego przez kontakt opony z nawierzchnią.
Od lat 70. XX wieku prowadzone są badania nad hałasem generowanym przez koła toczące się po nawierzchni drogowej. Większość badań dotyczy nawierzchni bitumicznych, najbardziej popularnych na polskich drogach.
Hałas ten ma znaczący udział w całkowitym hałasie komunikacyjnym szczególnie przy większych prędkościach jazdy. Podstawowe źródła powstawania hałasu, czyli zwiększonego poziomu ciśnienia akustycznego na styku opony i nawierzchni to:
»» drgania promieniowe i styczne opony,
»» oddziaływania adhezyjne na styku opona- -jezdnia,
»» zjawisko chwilowego poślizgu stick-slip,
»» drgania opony w czasie ruchu (drgania opasania i ścianek bocznych),
»» powstawanie rezonansu powietrznego,
»» zasysanie i wypompowywanie powietrza. Na powyższe zjawiska największy wpływ ma kształt i rodzaj bieżnika samej opony, makro- i mikrotekstura nawierzchni jezdni oraz prędkość toczenia kół po nawierzchni. Opony pojazdów osobowych i ciężarowych są obecnie znormalizowane i dla potrzeb badań akustycznych wyróżnia się przeważnie hałas generowany przez ruch osobowy i dostawczy, ciężarowy, autobusowy i tramwajowy oraz motocyklowy (charakteryzujący się bardzo dużym poziomem głośności układów napędowych i wydechowych). Z tego też względu większość analiz struktury rodzajowej i natężeń ruchu wyróżnia właśnie takie grupy rodzajowe pojazdów.
Powierzchnia jezdni jako pośrednia przyczyna hałasu komunikacyjnego
Nawierzchnia drogowa może częściowo pochłaniać dźwięki powstające w czasie kontaktu opony i jezdni. Zdolność nawierzchni do pochłaniania hałasu jest bezpośrednio związana z jej strukturą.
W przypadku nawierzchni drogowych obowiązują ogólne zasady elementarnych modeli fizycznych ciała stałego, które może być ciałem zamkniętym (tzw. nawierzchnie szczelne), porowatym wyłącznie w górnej powierzchni oraz ciałem częściowo lub całkowicie otwartym.
Nawierzchnie szczelne, charakteryzujące się zawartością wolnych przestrzeni w stopniu nie większym niż 4-5%, nie są w stanie skutecznie pochłaniać dźwięków. Zdolność taką mają natomiast nawierzchnie porowate (o zawartości pustek powietrznych ok. 7-12%) oraz nawierzchnie otwarte (tzw. drenażowe o zawartości wolnych przestrzeni nawet do 30%). W nawierzchniach drenażowych najczęściej występuje duży procent porów otwartych obustronnie, umożliwiających znaczącą redukcję poziomu hałasu komunikacyjnego emitowanego do otoczenia.
Należy tutaj wyróżnić dwa podstawowe rodzaje porowatości mieszanek bitumicznych. W zagęszczonej mieszance występuje tzw. porowatość bierna, odnosząca się do pustek powietrznych zamkniętych dla otoczenia (brak możliwości dopływu wody lub powietrza z zewnątrz) oraz porowatość aktywna, dotycząca przestrzeni powietrznych otwartych, tworzących sieć kanalików wewnątrz struktury mieszanki (możliwy przepływ wody i powietrza). Z punktu widzenia akustyki nawierzchni najważniejsza jest porowatość aktywna, która dotyczy szczególnie nawierzchni drenażowych i mieszanek SMA oraz niektórych MMGA o dużej zawartości wolnych przestrzeni w zagęszczonej mieszance, jak również w samym szkielecie mineralnym.
[ . . . ]
Aby przeczytać artykuł w wersji elektronicznej, musisz posiadać opłaconą PRENUMERATĘ.
