doprava

Ako vplรฝva povrch vozoviek na dopravnรฝ hluk? Hodnotenie priniesla metรณda Statistical Pass-By

Partneri sekcie:

Prezentovanรฉ objektivizovanรฉ vรฝsledky vรฝskumu mรดลพu v prรญpade akceptรกcie kompetentnรฝmi pracovnรญkmi napomรดcลฅ korektnej implementรกcii tejto metodiky do predikcie hluku od cestnej dopravy v zmysle poลพiadaviek cestnรฉho zรกkona [11].

Prezentovanรฉ vรฝsledky vรฝskumu slรบลพia ako podklad pre moลพnosลฅ korektnรฉho zohฤพadnenia vplyvu nรกrastu poฤtu automobilov na hlukovรบ zรกลฅaลพ okolia pozemnรฝch komunikรกciรญ [3]. Aktuรกlne sa aj na Slovensku zavรกdza spoloฤnรก metodika CNOSSOS-EU na tvorbu strategickรฝch hlukovรฝch mรกp [10].

Prezentovanรฉ objektivizovanรฉ vรฝsledky vรฝskumu mรดลพu v prรญpade akceptรกcie kompetentnรฝmi pracovnรญkmi napomรดcลฅ korektnej implementรกcii tejto metodiky do predikcie hluku od cestnej dopravy v zmysle poลพiadaviek cestnรฉho zรกkona [11].

รšvod

Medzinรกrodnรก organizรกcia pre normalizรกciu ISO (Technical committees ISO/TC 43, Acoustic, Subcommittee SC 1, Noise) spracovala v rรกmci ISO 11819 tieto zรกkladnรฉ postupy na hodnotenie vplyvu povrchu vozoviek na dopravnรฝ hluk:

  • Part 1: Statistical Pass-By method,
  • Part 2: Close-proximity method,
  • Part 3: Reference tyres (od r. 2017 ลกpecifikuje dva druhy referenฤnรฝch pneumatรญk pri pouลพitรญ CPX (Close-proximity) metรณdy ลกpecifikovanej v norme ISO 11819-2).

Statistical Pass-By (SPB) method sa dostala do slovenskรฝch technickรฝch noriem prostrednรญctvom STN EN ISO 11819-1 [1], podฤพa ktorej sa na pracovisku autorov uskutoฤลˆuje od roku 2007 meranie vplyvu povrchu vozoviek na dopravnรฝ hluk.

Na Katedre cestnรฉho a environmentรกlneho inลพinierstva Stavebnej fakulty ลฝilinskej univerzity v ลฝiline (KCEI SvF UNIZA) bola vytvorenรก metodika merania a vyhodnocovania indexu SPBI v rรกmci rieลกenia projektu SPENS [2]. Autori tohto prรญspevku implementovali svoje vedeckรฉ skรบsenosti do rieลกenia projektu iCoTS [3], v rรกmci ktorรฉho sa prioritne venujรบ holistickรฉmu konceptu trvalo udrลพateฤพnej prรญpravy, vรฝstavby a sprรกvy (TUPVS) integrovanej dopravnej infraลกtruktรบry Slovenska.

Posรบdenie vplyvov elektromobility na trvalo udrลพateฤพnรฝ ekosystรฉm mobility moลพno z hฤพadiska stanovenรฉho cieฤพa, ktorรฝm je vytvorenie optimalizaฤnรฉho systรฉmu na prijรญmanie rozhodnutรญ pri budovanรญ trvalo udrลพateฤพnรฉho dopravnรฉho systรฉmu a tvorbu dopravnรฝch stratรฉgiรญ v rรกmci SR a Eรš, zaradiลฅ do kategรณrie TRL3 Experimentรกlny dรดkaz koncepcie.

รšrovne technologickej pripravenosti (TRL, Technology Readiness Level) sรบ metรณdou na odhadovanie vyspelosti technolรณgiรญ poฤas fรกzy akvizรญcie programu, ktorรฝ vyvinula NASA v 70. rokoch 20. storoฤia [4]. V sรบlade s koncepciou TRL autori na zรกklade simulaฤnรฝch aktivรญt overovali moลพnosti optimalizovania dopravnรฝch vรคzieb medzi zรกujmovรฝmi subsystรฉmami (vozidlo โ€“ vozovka โ€“ ลพivotnรฉ prostredie โ€“ uลพรญvatelia โ€“ celospoloฤenskรฉ nรกklady) so silnรฝm akcentom na vรฝskum faktorov kvality ovzduลกia [5] a na mieru vznikajรบcich hlukovรฝch imisiรญ [4].

รšroveลˆ hlukovรฝch a odpadovรฝch imisiรญ mรดลพeme korektne objektivizovaลฅ priamymi meraniami, resp. formou matematickรฝch simulรกciรญ (predikciรญ) v kalibrovanรฝch vรฝpoฤtovรฝch modeloch, pre ktorรฉ vลกak potrebujeme poznaลฅ kredibilitnรฉ predikฤnรฉ modely vรฝvoja vplyvu povrchu vozoviek na dopravnรฝ hluk.

ล tatistickรฝ index pri prejazde SPBI (Statistical Pass-by Index)

Emisie a ลกรญrenie hluku z cestnej dopravy sรบ vรฝrazne determinovanรฉ charakteristikami povrchu vozovky, a to najmรค textรบry a pรณrovitosti. Obidve tieto charakteristiky ovplyvลˆujรบ generovanie hluku medzi pneumatikou a vozovkou (tyre/road noise, rolling noise โ€“ obr. 1), priฤom pรณrovitosลฅ mรดลพe navyลกe ovplyvniลฅ ลกรญrenie zvuku, a to najmรค vtedy, ak sa ลกรญrenie uskutoฤลˆuje blรญzko povrchu vozovky.

Zdroj: autori

Hluk pohonnej jednotky (engine noise), generovanรฝ zvyฤajne vo vรคฤลกej vรฝลกke nad povrchom vozovky ako valivรฝ hluk, mรดลพe byลฅ tieลพ ovplyvnenรฝ poฤas ลกรญrenia pรณrovitosลฅou povrchu vozovky.

Uvedenรฉ skutoฤnosti vedรบ k rozdielom v hladinรกch hluku pri rovnakรฝch intenzitรกch a zloลพenรญ dopravnรฉho prรบdu (podฤพa STN EN ISO 11819-1 aลพ do 15 dB), ฤo mรดลพe maลฅ znaฤnรฝ vplyv na kvalitu ลพivotnรฉho prostredia v okolรญ pozemnรฝch komunikรกciรญ a na z toho sa odvรญjajรบce ceny nehnuteฤพnostรญ a vรฝลกku ich prenรกjmu. Je preto dรดleลพitรฉ, aby bolo moลพnรฉ meraลฅ vplyv povrchovรฝch charakteristรญk vozovky na rolling noise ลกtandardizovanou metรณdou.

V rรกmci projektu SPENS sa v roku 2008 zaฤali merania na ลกtyroch meracรญch stanoviskรกch (MS). MS1 bolo situovanรฉ pri ceste I/61 v Dolnom Hriฤove pri autobusovej zastรกvke na hlavnej ceste smerom do ลฝiliny (obr. 2) a uskutoฤลˆovali sa na ลˆom opakovanรฉ merania od poklรกdky novej obrusnej vrstvy krytu vozovky (AC 11 obrus; I) 18. 6. 2008. Index SPBI predstavuje svetovo najpouลพรญvanejลกiu charakteristiku zohฤพadลˆujรบcu vplyv povrchu vozovky na dopravnรฝ hluk a je vyhodnocovanรฝ podฤพa rovnice (1)

kde:

SPBI je ลกtatistickรฝ index pri prejazde (Statistical Pass-by Index) pri normalizovanej skladbe ฤพahkรฝch a ลฅaลพkรฝch vozidiel,
L1, L2a, L2b โ€“ hladiny akustickรฉho tlaku vozidla pre kategรณrie vozidiel 1, 2a, 2b,
W1, W2a, W2b โ€“ vรกhovรฉ sรบฤinitele, ktorรฉ zodpovedajรบ predpokladanรฝm pomerom kategรณriรญ vozidiel v dopravnom prรบde,
v1, v2a, v2b โ€“ referenฤnรฉ rรฝchlosti jednotlivรฝch kategรณriรญ vozidiel.

Zdroj: autori

Na MS1 sa poslednรฉ meranie uskutoฤnilo v rรกmci rieลกenia grantovรฉho projektu KOR 2019 pre ลกtudentov a mladรฝch vedeckรฝch a pedagogickรฝch zamestnancov UNIZA Ekonomickรฉ aspekty degradรกcie povrchu vozoviek z hฤพadiskaย hlukovej zรกลฅaลพe ich okolia dลˆa 23. 6. 2020 (obr. 3). Nameranรฉ รบdaje sa vyhodnotili v laboratรณriu KCEI SvF UNIZA 24. 6. 2020 (obr. 4).

Zdroj: autori

Vรฝvoj SPBI v zรกvislosti od poฤtu prejazdov vลกetkรฝch vozidiel

Na obr. 5 je znรกzornenรฉ porovnanie vรฝsledkov meranรญ pri referenฤnรฝch kategรณriรกch vozidiel z rokov 2008 a 2020. Na obr. 5 vpravo dole prezentujรบ autori objektivizovanรบ korelaฤnรบ zรกvislosลฅ nรกrastu hodnรดt SPBI od poฤtu prejazdov vลกetkรฝch vozidiel na MS1. Uvedenรก obrusnรก vrstva vozovky (AC 11 obrus) predstavuje typickรบ asfaltovรบ zmes pre obrusnรฉ vrstvy vozoviek ciest I. aลพ III. tried, ktorรฝch bolo k 1. 1. 2020 spolu 17 304 km [6].

Obr. 5 Komparรกcia vรฝsledkov regresnรฝch priamok maximรกlnych hladรญn hluku prechรกdzajรบcich vozidiel od logaritmu ich okamลพitej rรฝchlosti jazdy z merania dลˆa 4. 11. 2008 a 23. 6. 2020 a autormi objektivizovanรก zรกvislosลฅ vรฝvoja SPBI od poฤtu prejazdov vozidiel v obidvoch smeroch MS1
Obr. 5 Komparรกcia vรฝsledkov regresnรฝch priamok maximรกlnych hladรญn hluku prechรกdzajรบcich vozidiel od logaritmu ich okamลพitej rรฝchlosti jazdy z merania dลˆa 4. 11. 2008 a 23. 6. 2020 a autormi objektivizovanรก zรกvislosลฅ vรฝvoja SPBI od poฤtu prejazdov vozidiel v obidvoch smeroch MS1 | Zdroj: autori
Obr. 5
Obr. 5 | Zdroj: autori
Obr. 5
Obr. 5 | Zdroj: autori
Obr. 5
Obr. 5 | Zdroj: autori

Z toho bolo:

  • 3 333 km ciest I. triedy,
  • 3 631 km ciest II. triedy,
  • 10 340 km ciest III. triedy.

Uvedenรก dฤบลพka 17 304 ciest I. aลพ III. triedy predstavuje z celkovej dฤบลพky siete verejnรฝch pozemnรฝch komunikรกciรญ SR 44 014 km 39,3 %, priฤom tieto cesty majรบ v 99,1 % bitรบmenovรฝ povrch (dnes sa mรดลพu navrhovaลฅ len asfaltovรฉ kryty).

Na MS2 na diaฤพniฤnej vozovke D3 Hriฤovskรฉ Podhradie โ€“ ลฝilina (Strรกลพov) sa poslednรฉ meranie uskutoฤnilo 20. 10. 2017, priฤom poฤas celรฉho obdobia merania (od roku 2008 do roku 2017) nedoลกlo k zmene obrusnej vrstvy SMA 11 PMB. Komparรกcia vรฝsledkov regresnรฝch priamok maximรกlnych hladรญn hluku od logaritmu okamลพitej rรฝchlosti jazdy pri meraniach z 8. 7. 2008 a 20. 10. 2017 je na obr. 7.

Obr. 7 Komparรกcia vyhodnotenรฝch regresnรฝch priamok maximรกlnych hladรญn hluku indukovanรฝch prejazdom vozidiel kategรณriรญ 1, 2a, 2b pri MS2 od logaritmu ich okamลพitej rรฝchlosti zo dลˆa 8. 7. 2008 a 20. 10. 2017 a autormi objektivizovanรก zรกvislosลฅ vรฝvoja SPBI od poฤtu prejazdov vozidiel v obidvoch smeroch MS2
Obr. 7 Komparรกcia vyhodnotenรฝch regresnรฝch priamok maximรกlnych hladรญn hluku indukovanรฝch prejazdom vozidiel kategรณriรญ 1, 2a, 2b pri MS2 od logaritmu ich okamลพitej rรฝchlosti zo dลˆa 8. 7. 2008 a 20. 10. 2017 a autormi objektivizovanรก zรกvislosลฅ vรฝvoja SPBI od poฤtu prejazdov vozidiel v obidvoch smeroch MS2 | Zdroj: autori
Obr. 7
Obr. 7 | Zdroj: autori
Obr. 7
Obr. 7 | Zdroj: autori
Obr. 7
Obr. 7 | Zdroj: autori

Zรกver

V prรญspevku sรบ prezentovanรฉ vรฝsledky 12-roฤnรฉho vรฝskumu autorov z oblasti objektivizรกcie vplyvu povrchu vozoviek na hlukovรบ zรกลฅaลพ ich okolia. Autorom sa podarilo objektivizovaลฅ korelaฤnรฉ zรกvislosti zmeny hodnรดt SPBI od poฤtu prejazdov vลกetkรฝch vozidiel pri tรฝchto obrusnรฝch vrstvรกch vozoviek:

  • asfaltovรฝ betรณn pre obrusnรฉ vrstvy AC 11 obrus (MS1) โ€“ typickรก obrusnรก vrstva asfaltovรฝch vozoviek pre cesty I. aลพ III. triedy,
  • asfaltovรฝ koberec mastixovรฝ SMA 11 PMB (MS2) โ€“ typickรก obrusnรก vrstva asfaltovรฝch vozoviek pre diaฤพnice, rรฝchlostnรฉ cesty a cesty I. triedy s vysokรฝm poฤtom prejazdov nรกkladnรฝch vozidiel.

Dlhoroฤnรฉ vรฝskumnรฉ aktivity abstrahovali autori do obr. 6, z ktorรฉho sa dajรบ vyvodiลฅ tieto zรกvery:

  • po prejazde 1, 10 a 50 miliรณnov vลกetkรฝch vozidiel po AC 11 obrus (MS1) sa zistil nรกrast SPBI o 1, 3 a 4 dB,
  • po prejazde 1, 10 a 50 miliรณnov vลกetkรฝch vozidiel po SMA 11 PMB (MS2) sa zistil nรกrast SPBI o 1, 4 a 5,5 dB.
Zdroj: autori

Hodnoty SPBI sa sรญce poฤรญtajรบ z maximรกlnych hladรญn hluku, ale pri ustรกlenom dopravnom prรบde sa s vysokou mierou pravdepodobnosti dรก anticipovaลฅ obdobnรฝ nรกrast ekvivalentnรฝch hladรญn A zvuku, ฤo je rozhodujรบca hodnota z aspektu splnenia prรญpustnรฝch hladรญn hluku vo vonkajลกom prostredรญ v zmysle relevantnej vyhlรกลกky MZ SR ฤ. 549/2007 Z. z. [7].

Prezentovanรฉ vรฝsledky vรฝskumu slรบลพia ako podklad pre moลพnosลฅ korektnรฉho zohฤพadnenia vplyvu nรกrastu poฤtu automobilov na hlukovรบ zรกลฅaลพ okolia pozemnรฝch komunikรกciรญ [3]. Aktuรกlne sa aj na Slovensku zavรกdza prostrednรญctvom smernice komisie Eรš 2015/996 [9] spoloฤnรก metodika CNOSSOS-EU (Common NOise aSSes-sment methOdS) na tvorbu strategickรฝch hlukovรฝch mรกp [10].

Prezentovanรฉ objektivizovanรฉ vรฝsledky vรฝskumu mรดลพu v prรญpade akceptรกcie kompetentnรฝmi pracovnรญkmi napomรดcลฅ korektnej implementรกcii tejto metodiky do predikcie hluku od cestnej dopravy v zmysle poลพiadaviek cestnรฉho zรกkona [11].

Prรญspevok vznikol vฤaka podpore v rรกmci Operaฤnรฉho programu Integrovanรก infraลกtruktรบra 2014 โ€“ 2020 pre projekt Inovatรญvne rieลกenia pohonnรฝch, energetickรฝch a bezpeฤnostnรฝch komponentov dopravnรฝch prostriedkov, s ITMS kรณdom projektu 313011V334, spolufinancovanรฝ zo zdrojov Eurรณpskeho fondu regionรกlneho rozvoja.

Literatรบra

1. STN EN ISO 11819-1. Akustika. Meranie vplyvu povrchu vozoviek na dopravnรฝ hluk. ฤŒasลฅ 1: ล tatistickรก metรณda pri prejazde (ISO 11819-1: 1997), 2002.
2. ฤŽURฤŒANSKร, D. a kol.: Project SPENS โ€“ Sustainable pavement for European new member states. In Communications : scientific letters of the University of ลฝilina. Vol. 15, no. 2 (2013), p. 49 โ€“ 55.
3. Vรฝskumno-vรฝvojovรฝ zรกmer projektu na podporu dlhodobรฉho strategickรฉho vรฝskumu โ€“ dopravnรฉ prostriedky pre 21. storoฤie. Projekt: Inovatรญvne rieลกenia pohonnรฝch, energetickรฝch a bezpeฤnostnรฝch komponentov dopravnรฝch prostriedkov (Acronym: iCoTS). Operaฤnรฝ program Integrovanรก infraลกtruktรบra 2014 โ€“ 2020 spolufinancovanรฝ zo zdrojov Eurรณpskeho fondu regionรกlneho rozvoja.

4. DECKร, M., TROJANOVร, M., HODรSOVร, K. a kol.: Objektivizรกcia vplyvu degradรกcie asfaltovรฝch krytov cestnรฝch vozoviek na hlukovรบ zรกลฅaลพ ich okolia. In Fyzikรกlne Faktory Prostredia ฤasopis o problematike fyzikรกlnych faktorov prostredia. Mimoriadne ฤรญslo, roฤ. XI., november 2020, s. 19 โ€“ 22.
5. JANDAฤŒKA, D., ฤŽURฤŒANSKร, D., KOVAฤฝOVA, D. (2019): Concentrations of traffic related pollutants in the vicinity of different types of urban crossroads. In Communications – Scientific Letters of the University of Zilina, 21 (1), p. 49 โ€“ 58.

6. https://www.ssc.sk/sk/Aktualne.ssc, 21. 6. 2021.
7. Vyhlรกลกka MZ SR ฤ. 549/2007, ktorou sa ustanovujรบ podrobnosti o prรญpustnรฝch hodnotรกch hluku, infrazvuku a vibrรกciรญ a o poลพiadavkรกch na objektivizรกciu hluku, infrazvuku a vibrรกciรญ v ลพivotnom prostredรญ.
8. BUGALA, M., SOBOTA, J., DECKร, M. kap. 5. Hodnotenie hluku a vibrรกciรญ v ลพivotnom prostredรญ, s. 221- 279. In DECKร, M. a kol.: Objektivizรกcia mechanickรฉho kmitania indukovanรฉho cestnou dopravou. vedeckรก monografia EDIS โ€“ vydavateฤพstvo ลฝU 2019, s. 279.
9. Smernica Komisie (Eรš) 2015/996 z 19. mรกja 2015, ktorou sa ustanovujรบ spoloฤnรฉ metรณdy posudzovania hluku podฤพa smernice Eurรณpskeho parlamentu a Rady 2002/49/ES.

10. KEPHALOPOULOS, S., PAVIOTTI, M., ANFOSSO-Lร‰Dร‰E, F.: Common Noise Assessment Methods in Europe (CNOSSOS-EU). To be used by the EU Member States for strategic noise mapping following adoption as specified in the Environmental Noise Directive 2002/49/EC. JRC reference report s, ยฉ European Union, 2012, p. 180, ISBN 978-92-79-25281-5 (pdf ).
11. Zรกkon ฤ. 135/1961 Zb. Zรกkon o pozemnรฝch komunikรกciรกch (cestnรฝ zรกkon) v znenรญ neskorลกรญch predpisov.

prof. Dr. Ing. Martin Deckรฝ, doc. Ing. Matรบลก Kovรกฤ, PhD., doc. Ing. Mรกria Trojanovรก, PhD., Ing. Katarรญna Hodรกsovรก, Ing. Michal Brna

Martin Deckรฝ a Matรบลก Kovรกฤ pรดsobia na Katedre cestnรฉho a environmentรกlneho inลพinierstva SvF ลฝilinskej univerzity v ลฝiline, Katarรญna Hodรกsovรก a Matej Brna sรบ internรญ doktorandi na tejto katedre. Mรกria Trojanovรก pรดsobรญ na Katedre technolรณgie a manaลพmentu stavieb SvF ลฝilinskej univerzity v ลฝiline.

ฤŒlรกnok bol publikovanรฝ v ฤasopise Inลพinierske stavby 03/2021.