MANUÁL Problematika hlučnosti povrchů a nízkohlučných povrchů. Kouty

Transkript

1 MANUÁL 2018 Problematika hlučnosti povrchů a nízkohlučných povrchů Kouty

2 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Základní parametry ovlivňující hluk ze silniční dopravy: 1. Intenzita dopravy 2. Skladba dopravního proudu 3. Rychlost vozidel, resp. dopravního proudu 4. Podélná niveleta komunikace 5. Kvalita povrchu 6. Akustické emise vozidel skladba vozidlového parku 7. Použité pneumatiky 2

3 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Redukce ak. energie u zdroje hluku 3

4 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Hlukový management zdrojů hluku v dopravě Vnější hluk vozidla Hluk pneumatik Regulace EU pomocí směrnic EHK 4 Předepsaný evropský štítek s vyznačním hlučnost dané pneumatiky

5 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Zdroj hlučnosti vozidla a. Motor b. Převodová a rozvodová skříň c. Výfuk d. Přívod a odvádění vzduchu e. Chlazení vzduchem f. Pneumatiky g. Aerodynamika e f a,b c d g 5

6 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Hluk motoru: - závažný u osobních vozidel při nízké rychlosti - nákladní vozidla při jakékoliv rychlosti Hluk - styk pneumatika/vozovka: - významný u osobních vozidel při nízké rychlosti - dominantní u osobních vozidel při vysoké rychlosti - závažný u nákladních vozidel při vysoké rychlosti 6

7 hadina ak. tlaku A [db] Vyzařování hluku vozidel v závislosti na rychlosti hluk odval. hluk motoru celkový hluk rychlost [km/h] 7

8 Ukázka vyzařování hluku vozidel v závislosti na rychlosti 8

9 Ukázka vyzařování hluku vozidel v závislosti na rychlosti Průjezd vozidla Tatra rychlostí 81 km/hod Průjezd vozidla Tatra rychlostí 10 km/hod 9

10 Ukázka vyzařování hluku vozidel v závislosti na rychlosti Průjezd vozidla MAN rychlostí 89 km/hod Průjezd vozidla MAN rychlostí 29 km/hod 10

11 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Základní interakce pneumatiky a povrchu vozovky Vibrace bočnice pneumatiky Výtlak a sání vzduchu Přilnutí a skluz Přilnutí a odtržení Efekt trubky 11

12 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Vibrace bočnice pneumatiky Pneumatika narazí na nerovnosti na povrchu vozovky Bočnice vibrují a vyzařují hluk (reproduktor) 12

13 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Výtlak a sání vzduchu ( air pumping ) Na přední hraně kontaktní plochy pneumatiky: - vzduch je vytlačován (přetlak) Na zadní hraně pneumatiky: - vzduch je nasáván (podtlak) 13

14 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Přilnutí a skluz přilnutí a odtržení Pryž přilne na povrchu Jízdní plocha pneumatiky sklouzne nebo se odtrhne 14

15 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Trychtýřovitý efekt Nejde o samotný zdroj, ale tento efekt trubky má především zesilující účinek 15

16 Emise hluku z dopravy co je ovlivňuje? Hlučnost vozidel při průjezdu 80 km/h na jednotlivých typech povrchů Dlažební kostky Cementobetonový povrch Nátěry - nástřiky Asfaltový beton Živičná suspenze Drenážní asfalt Hladina ak. tlaku A db

17 Povrchy značení AC Asphalt Concrete (ACO asfaltový beton pro obrusnou vrstvu) BBTM Bétons bitumineux très minces (asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy) CBK Cementobetonový kryt EMK Emulzní mikrokoberec PA Porous Asphalt (asfaltový koberec drenážní) SMA Stone Mastic Asphalt (asfaltový koberec mastixový) LA Litý asfalt NH Obrusná vrstva se sníženou hlučností označení dle TP

18 Povrchy značení BBTM 5 NH CRMB 25/55-60; 30 mm; TP 259 (Vrstva asfaltového betonu pro tenkou obrusnou vrstvu se sníženou hlučností, zrnitost 0/5 mm, s asfaltovým pojivem CRMB 25/55-60, tloušťka vrstvy 30 mm) SMA 8 NH PMB 45/80-60; 35 mm; TP 259 Vrstva asfaltového koberce mastixového se sníženou hlučností, zrnitost 0/8 mm, s asfaltovým pojivem PMB 45/80-60, tloušťka vrstvy 35 mm AKO 8 CRMB; 30 mm; TP 148 Vrstva asfaltového koberce otevřeného pro obrusnou vrstvu se sníženou hlučností, zrnitost 0/8 mm, s asfaltovým pojivem CRMB podle TP 148 čl , tloušťka vrstvy 30 mm 18

19 Metoda CPX ČSN ISO Část 2: Metoda malé vzdálenosti Hlučnost povrchů jak zjišťujeme? Hlučnosti různých obrusných vrstev při 50 km/hod Směs Stáří L CPX,50 [db] BBTM 5 CRmB 1 86,4 SMA 8 NH 1 87,9 BBTM 8B 1 88,0 PA 8 CRmB 1 88,1 BBTM 8A 1 88,2 ACO ,4 SMA ,6 ACO ,0 ACO ,8 Litý asfalt 10 92,9 SMA ,1 PA 10 94,0 Dlažební kostky 10 97,1 V. Křivánek - CDV 19

20 Hlučnost povrchů jak zjišťujeme? Metoda SPB ČSN ISO Část 1: Statistická metoda při průjezdu Charakteristické hodnoty Lveh při 90 km/hod AC 0/14 AC 0/10 BBTM 0/10 BBTM 0/6 PA (drenážní koberec) Nízkohlučný povrch 75 1,2m 7,5m 20

21 Snížení hlučnosti povrchu komunikace Původní povrch SMA 11: L veh,oa = 69,8 db (SPBI) Nový povrch SMA 11: L veh,oa = 67,4 db (SPBI) Rozdíl: L veh,oa = - 2,4 db 21

22 Snížení hlučnosti Jednovrstvové drenážní vozovky vztažené k DAC12 Snížení hlučnosti na dálnicích (80 km/h) Dánské výsledky sledování 5 PAC % 4,5 4 PAC8 > 22% 3,5 PAC12 > 22% 3 2,5 2 1,5 1 0, Stáří 22

23 Klasické frekvenční spektrum - Metoda malé vzdálenosti - CPX Příklad třetinooktávového spektra zvuku při referenční rychlosti 80 km/hod L A v db (zdroj: Ekola group) Hz 25 Hz 31,5 Hz 40 Hz 50 Hz 63 Hz 80 Hz 100 Hz 125 Hz 160 Hz 200 Hz 250 Hz 315 Hz 400 Hz 500 Hz 630 Hz 800 Hz 1 1,25 1,6 khz khz khz 2 khz 2,5 3,15 khz khz 4 khz 5 khz 6,3 khz 8 khz 10 12,5 khz khz 16 khz 20 khz Typ povrchu: SMA 11 Tloušťka povrchové vrstvy: 40 mm Maximální velikost kameniva: 11 mm Typ povrchu: dvouvrstvý mikrokoberec Tloušťka povrchové vrstvy: mm Maximální velikost kameniva: 0/8 mm 23 Typ povrchu: Viaphone Tloušťka povrchové vrstvy: 25 mm Maximální velikost kameniva: 8 mm

24 Otevřené struktury - Drenážní vozovky První byly vyvinuty v Evropě v 50. a 60. letech. S účelem redukovat povrchové vody a rozstřikování a tvorbu vodní tříště při vysokých rychlostech (bezpečnost provozu). Nabízí také akustické výhody. Pokusy byly provedeny v celé řadě evropských zemí. Používány v plném rozsahu v Japonsku a Nizozemí (60 % všech dálnic) a v některých dalších zemích

25 Využití porézních povrchů v Rakousku Realizace protihlukových technologií v Rakousku vymývaný beton; 8,9% nátěrové technologie na betonu; 4,5% protihlukové tenké koberce; 17,0% drenážní koberec; 69,6% Přehled z 90. let minulého století!!!! 25

26 Otevřené struktury - Drenážní vozovky Německé řešení s dvouvrstvými PA První pokládka LOA 5D směsi

27 Dvouvrstvý drenážní koberec - ukázka 27

28 Praktické výsledky použití nízkohlučného povrchu - VIAPHONE První pokládka Výsledné hodnoty měření celkových hladin akustického tlaku A před a po realizaci ve dvou místech M1, M2 u chráněné obytné zástavby poklesly: v denní době - o 6 db v noční době - o 3,5 db 28 28

29 Praktické výsledky použití nízkohlučného povrchu - VIAPHONE Rekonstrukce povrchu komunikace v ulici 5. května 1. část, Praha 4 Vzhledem k nevhodným podmínkám pro statistickou metodu SPB bylo v této části provedeno na třech místech pouze synchronní 24 hodinové měření v chráněném venkovním prostoru staveb před a po realizaci rekonstrukce povrchu Původní povrch: litý asfalt a asfaltový beton Na několika místech několikrát lokálně opravován a částečně rekonstruován nesourodý povrch s řadou nerovností, spár a trhlin výskyt koroze obrusné vrstvy 29 29

30 Praktické výsledky použití nízkohlučného povrchu - VIAPHONE Pohled na měřený úsek komunikace v profilu místa měření M2 (situace po rekonstrukci) Pohled z místa měření M2 na poklopy kanalizace a nerovnosti povrchu vozovky před její rekonstrukcí

31 Praktické výsledky použití nízkohlučného povrchu - VIAPHONE Rekonstrukce povrchu komunikace v ulici 5. května 1. část, Praha 4 Nový povrch: v celém úseku položen souvislý povrch s obchodním názvem VIAPHONE dokonalá rovinatost, odstranění původních nerovností a spár (příčné spáry, nerovnosti u kanalizačních poklopů, nerovnosti v místě napojování opravovaných úseků, nehomogenní druhy asfaltových povrchů, apod.) Akustické vlastnosti Rozdíl naměřených hodnot před po rekonstrukci Klasické 24 hodinové hygienické měření Místo měření DEN NOC M1-7,1 db - 9,1 db M2-4,0 db - 6,0 db M3-5,5 db - 7,7 db Průměr 31-5,5 db - 7,6 db 31

32 Praktické výsledky použití nízkohlučného povrchu - VIAPHONE Vývoj akustické zátěže v okolí ulice 5. května, Praha 4 Rok LAeq,D LAeq,N I 24 V den V noc ,4 62, ,7 62, ,4 60, ,4 53, Efekt: - 7 db Efekt: - 6,3 db Rok LAeq,D LAeq,N I 24 V den V noc ,9 64, , ,8 60, ,5 54,

33 Praktické výsledky použití nízkohlučného povrchu - VIAPHONE Vývoj hlučnosti krytu se sníženou hlučností VIAPHONE v průběhu 5 let. Hlučnost měřená metodou CPX podle normy ČSN ISO (zdroj. V. Křivánek CDV, Ekola) 96,0 94,0 92,0 90,0 88,0 86,

34 Povrch drenážního koberce čištěný nečištěný 34

35 Vývoj hluku akustická životnost Akustická životnost je významně ovlivněna: složením dopravy na komunikaci blízkostí průmyslových a zemědělský ploch či stavenišť rychlostí vozidel pohybujících se na komunikaci 35

36 Vývoj hluku akustická životnost Nevýhody otevřených struktur: Snížení životnosti z důvodu zrychleného stárnutí pojiva. Póry inklinují k ucpávání, zejména u městských komunikacích (50-60 km/h), následně stoupá hlučnost. Potřeba čištění vysokotlakou vodou. Složitá zimní údržba. Je potřebné časté a důkladné solení. Nevhodné v zatáčkách a místech pro otáčením vozidel. Běžné opravy povrchu jsou složitější. Vyšší náklady při výstavbě oproti běžné vozovce. 36

37 Vývoj hluku akustická životnost Akustická životnost (TP 259 Příloha B) Největší nárůst hluku bývá během prvních 3 let Informace ze zahraničí Přírůstek 3 až 4 db za cca 8 let, 0,4 0,5 db/rok AC 0,2 db(a)/rok BBTM 0,5 db(a)/rok 37

38 Vysokotlaké čištění nízkohlučných povrchů V Praze nyní provádí čištění nízkohlučných povrchů firma Pražské služby, a.s. (vysokotlakové splachování strojem Faun Viajet) 38

39 TP 259: k čemu slouží? 1. Upravují podmínky pro použití řešení obrusných vrstev asfaltových vozovek, kde se uplatní vhodná technologie (asfaltová směs) umožňující snížit hluk vznikající na styku pneumatiky pojíždějícího vozidla a vozovky; 2. vycházejí z praktických zkušeností získaných v ČR a v Evropě do roku 2016; 3. formulují zásady a pracovní postupy, které umožňují navrhovat, provádět a ověřovat technické parametry asfaltových směsí pro akustické asfaltové vrstvy. 39

40 TP 259: čím se zabývá? 1. Způsobilostí zhotovitelů. 2. Materiály: kamenivem, asfalty, přísadami, návrhy složení směsí. 3. Stavebními pracemi: způsoby pokládky apod. 4. Zkoušením a kontrolou. 5. Údržba a provozováním asfaltových obrusných vrstev se sníženou hlučností. 6. Postupy pro prokazování a sledování účinku snížené hlučnosti. 40

41 TP 259: Údržba a provozování CO JE TŘEBA DODRŽET Při užívání obrusné vrstvy snižující hlučnost nesmí docházet k významným změnám, které neodpovídají předpokladům technického návrhu pozemní komunikace. V průběhu výstavby nesmí dojít k mechanickému poškození obrusné vrstvy těžkými stavebními či zemědělskými stroji a mechanizmy nebo nesmí docházet k nevhodnému skladování materiálů. Odborné provádění zimní údržby nikdy nepoužívat inertní posyp. Zajištění kvalitního a zejména trvale funkčního odvodnění pozemní komunikace. Pravidelné čištění má zajistit co nejdelší akustickou životnost (v souladu s přílohou B) ověřitelnou periodickým měřením hlukových parametrů metodou CPX. 41

42 TP 259: Údržba a provozování Požadavky na čištění U PK, kde je za běžných podmínek dosahováno nižší průměrné rychlosti dopravního proudu než 80 km/h, je nezbytné alespoň 2x ročně provádět strojní tryskové či pro tento typ obrusné vrstvy obdobně vhodné čištění pozemní komunikace vodou se zpětným odsáváním výplachu speciálním silničním mycím vozidlem. U PK, kde je dosahováno průměrných rychlostí nad 80 km/h (dobrý předpoklad uplatnění sacího efektu pneumatik pojížděnými koly) lze uvedené čištění omezit na jednoroční cyklus. V případě PK s průměrnými rychlostmi přesahujícími 120 km/h je přípustné pravidelné čištění speciálními silničními mycími vozidly provádět s periodicitou 1x za dva roky. 42

43 Závěr Nový normální povrch při zachování rovinatosti při pokládce, menší frakci kameniva, dobrém zhutnění zlepšení o 1 až 3 db Kryty se sníženou hlučností: Nově se rozvíjející technologie krytů vozovek. Často jediná možnost snížení hluku v intravilánu. Kryty se sníženou hlučností se v intravilánu nedají používat bezmyšlenkovitě!! Pro rychlosti pod 50 km/hod fungují, akustický efekt je závislý i na podílu nákladní dopravy. 43

44 Pro správnou funkci NUTNÉ dodržet základní fakta, především: Výstavba Rovinatost Pružnost krytu vhodné příměsi Ideálna frakce kameniva (0/8) Mezerovitosť 9 14 % Atd. Provoz: V průběhu provozu je nutná údržba (aspoň 1x/rok tlakové mytí) Kontrola akustické účinnosti - ideální metoda CPX Opravy propadnutých kanálů, a udržování technického stavu Závěr 44

45 Závěr Ve světě jsou nízkohlučné povrchy používané a proto jsou zakomponované ve větším, či menším měřítku i v zahraničních výpočtových metodikách. V přiložené tabulce je pro přehled uveden základní příklad implementace a používání nízkohlučných povrchů ve výpočtových metodikách v jednotlivých zemích. 45

46 Stát Metodika NH Nízkohlučný povrch Poznámka Francie NMPB 1996, XPS Ano 1 kategorie porézního povrchu NH povrchy v zahraničních metodikách Francie NMPB-Routes 2008 Ano 1 kategorie porézního asfaltu Německo RLS-90 Ano Severské státy (Švédsko, Dánsko, Norsko, Finsko, Island) NPM-1996 Ano 4 kategorie: Cementobetonový kryt s úpravou povrchu Asfaltové směsi s nízkou frakcí kameniva 2 kategorie porézních asfaltů 4 kategorie: Cementobetonový kryt s úpravou povrchu Asfaltové směsi s nízkou frakcí kameniva 2 kategorie porézních asfaltů Velká Británie CRTN Ano Propustný typ povrchu Možnost zohlednění degradace povrchu stárnutím Každý povrch má 3 podkategorie, které zohledňují stáří povrchu Obvykle Implementují vliv povrchu silnic na základě měření Švýcarsko SonRoad Ano 1 kategorie porézního asfaltu USA TNM Ano 1 kategorie porézního asfaltu Čína H.J 2.4 (2009) Ne Ne EU CNOSSOS-EU Ano 3 kategorie porézních asfaltů 2 kategorie tenkovrstvých úprav povrchů X dalších kategorií pro státy EU 46 Rozlišují celkem pouze 2 typy povrchů (živičný beton a cementový beton) Možnost zapracování korekcí pro vlastní stát. Pracujeme na sběru dat a implementaci pro ČR. (zatím 15 kat. CNS, 4 kat. FIN, 6 kat. FRA, 11 kat DEU)