Шум дороги

Дорожный шум – это коллективная звуковая энергия, исходящая от автомобилей . Он состоит в основном из дорожного покрытия , шин, двигателя /трансмиссии, аэродинамических и тормозных элементов. Установлено, что шум катящихся шин при движении по тротуару является основным источником шума на шоссе и увеличивается с увеличением скорости транспортного средства. ^[1]^[2]^[3]

В развитых и развивающихся странах дорожный шум составляет пропорционально большую долю общего шумового загрязнения общества . В США это больше способствует шума окружающей среды. воздействию ^[4] чем любой другой источник шума.

История

Дорога в Гонконге создает шум для прилегающих земель.

Шум от дорог начал широко измеряться в 1960-х годах, когда компьютерное моделирование этого явления стало приобретать смысл. После принятия Закона о национальной экологической политике и Закона о борьбе с шумом , ^[5] Спрос на детальный анализ резко возрос, и лица, принимающие решения, начали обращаться к ученым-акустикам за ответами относительно планирования новых дорог и разработки средств снижения шума .

Было показано, что частичный запрет на въезд автомобилей в городские районы оказывает минимальное влияние на снижение уровня шума (как стало ясно из более поздних исследований моделирования); например, частичный запрет в Гетеборге, Швеция, привел к незначительному снижению уровня шума. ^[6]

Регулирование в ЕС и Японии по шуму шин и силовых агрегатов направлено лишь на снижение шума примерно на 3 дБ и вступит в силу лишь медленно, поскольку несколько старых более шумных автомобилей могут доминировать в звуковом ландшафте.

Небольшое снижение уровня шума транспортных средств произошло в 1970-х годах, когда штаты и провинции ввели в действие постановления о неглушении транспортных средств.

Шум автомобильного парка не сильно изменился за последние три десятилетия; однако, если тенденция использования гибридных автомобилей сохранится, произойдет существенное снижение шума, особенно в режиме транспортного потока ниже 35 миль в час. Гибридные автомобили настолько тихие на низких скоростях, что создают угрозу безопасности пешеходов при движении задним ходом или маневрировании при парковке и т. д. (но не при движении вперед). ^[7] и поэтому обычно оснащены предупреждающими звуковыми сигналами для электромобилей .

Дорожный шум в Вене, Австрия (2023 г.)

Причины

Скорость

На шум дорожного движения существенно влияет скорость транспортных средств, поскольку звуковая энергия примерно удваивается на каждые десять миль в час увеличения скорости транспортного средства; Исключение из этого правила происходит на очень низких скоростях, когда шум торможения и ускорения преобладает над аэродинамическим шумом.

Транспортные средства

Грузовики создают непропорционально высокий уровень шума не только из-за своих больших двигателей, но также из-за высоты дизельной трубы и аэродинамического сопротивления. ^{[ нужна ссылка ]}. Внутри движущихся транспортных средств обычно присутствует сильный внутренний шум; на самом деле пассажиры, как правило, не осознают, что эти уровни высоки, поскольку опыт подсказывает автомобилистам, что уровни обычно превышают 65 дБА .

Поверхности

Типы поверхности проезжей части способствуют разным уровням шума. Из распространенных типов поверхностей в современных городах наблюдается уровень шума 4 дБ. ^{[ нужна ссылка ]} разница между самым громким и самым тихим звуком: уплотнения стружки тип и рифленые дороги являются самыми громкими ^{[ нужна ссылка ]}, а бетонные поверхности без прокладок являются самыми тихими, а асфальтированные поверхности - примерно средними.

Прорезиненный асфальт (для которого используются переработанные старые шины) намного тише и уже широко используется. Экспериментальные пористо-эластичные дорожные покрытия (PERS) могут снизить дорожный шум вдвое. PERS изготавливается путем добавления измельченных шин в асфальтовый материал. ^[8]

Исследования показали, что вырезание продольных канавок в дорожном покрытии снижает шум. ^[9]^[10]

Шины

Типы шин могут вызывать колебания шума на 10 дБ(А) по данным выборки из 100 имеющихся в продаже шин в 2001 году. По состоянию на 2001 год корреляции между сцеплением и шумом не было. Более тихие шины могут иметь немного меньшее сопротивление качению. ^[11]Маркировка шин с указанием уровня шума, сцепления и сопротивления качению широко внедрена в Европе, при этом шумные шины облагаются налогом.

Геометрия

Геометрия дороги и окружающая местность взаимосвязаны, поскольку распространение звука чувствительно к общей геометрии и должно учитывать дифракцию (огибание звуковых волн вокруг препятствий), отражение , земных волн затухание , потери при распространении и преломление . Простое обсуждение показывает, что звук будет уменьшаться, когда путь звука заблокирован рельефом, или будет усиливаться, если проезжая часть будет поднята для трансляции; однако сложность взаимодействия переменных настолько велика, что из этого простого аргумента существует множество исключений.

Ветер

Микрометеорология важна тем, что звуковые волны могут преломляться градиентами ветра или термоклинами , эффективно устраняя влияние некоторых шумовых барьеров или вмешательства местности. ^[2]

Препятствия

Геометрия площадных конструкций является важным фактором, поскольку наличие зданий или стен может при определенных обстоятельствах блокировать звук, а отражающие свойства могут усиливать звуковую энергию в других местах.

Компьютерные модели

На макроуровне необходимы постоянные исследования для национальных и международных мер реагирования на дорожное шумовое загрязнение - вопросы включают выбор дорожного покрытия, регулирование и налогообложение шумных конструкций, а также постоянные проверки отдельных транспортных средств.

На микроуровне управления конкретными дорогами из-за сложности переменных, рассмотренных выше, необходимо создать компьютерную модель , которая сможет анализировать уровни шума вблизи дорог. Первые значимые модели возникли в конце 1960-х и начале 1970-х годов, рассматривая источник линейного шума (например, проезжую часть). Двумя ведущими исследовательскими группами были BBN в Бостоне и ESL из Саннивейла, Калифорния . Обе эти группы разработали сложные математические модели, позволяющие изучать альтернативные конструкции дорог, операции дорожного движения и стратегии снижения шума в произвольных условиях. Более поздние изменения моделей получили широкое распространение среди государственных департаментов транспорта и городских планировщиков, но точность ранних моделей мало изменилась за 40 лет.

Обычно модели отслеживают пучки звуковых лучей и рассчитывают потери при распространении вместе с расхождением (или схождением) пучков лучей на основе явлений преломления. Дифракцию обычно решают путем установки вторичных излучателей в любых точках топографической или антропоморфной «резкости» (например, шумовых барьеров или поверхностей зданий). Метеорологию можно рассматривать статистическим способом, учитывая фактическую статистику розы ветров и скорости ветра (наряду с данными термоклина). Недавние модели также попытались предсказать уровни локального загрязнения воздуха на основе анализа конкретных частот, связанных с шумом шин и двигателя. ^[12]

Тематические исследования по проектированию дорог

Интересный ранний случай, когда две ведущие модели столкнулись друг с другом, включал предложенное расширение магистрали Нью-Джерси с шести до двенадцати полос движения. ББН ^[13] и ESL ^[14] модели были на противоположных сторонах дела, решаемого в Верховном суде Нью-Джерси. Этот случай, произошедший в начале 1970-х годов, стал одним из первых в США примеров того, как ученые-акустики сыграли роль в проектировании крупного шоссе. Модели позволили суду понять влияние геометрии проезжей части (в данном случае ширины), скорости транспортных средств, предлагаемых шумовых барьеров , отступов жилых домов и типов тротуаров. Результатом стал компромисс, который включал существенное смягчение воздействия шумового загрязнения.

Еще один ранний случай касался предлагаемого продления межштатной автомагистрали 66 через Арлингтон, штат Вирджиния . Истец , , Коалиция Арлингтона по транспорту подала в суд на Министерство транспорта штата Вирджиния на основании качества воздуха , шума и нарушений порядка в окрестностях. Для анализа дорожного шума истец использовал модель ESL, выиграв это дело частично благодаря достоверности компьютерной модели. Десять лет спустя этот вопрос был вновь рассмотрен, и было принято решение о значительно сокращенном проектировании шоссе с транзитным элементом и значительным снижением шума.

Более поздние случаи имели место в каждом штате, как в спорных делах, так и в обычном планировании и проектировании автомагистралей. Общественность, а также правительственные учреждения осознали ценность акустической науки, позволяющей получить полезную информацию для процесса проектирования дорог.

Мировая перспектива

Даже без регулирования существует сильное индивидуальное экономическое давление в пользу более тихих транспортных средств, поскольку владельцы и работодатели считают более тихие транспортные средства более роскошными и менее стрессовыми. Ужесточение нормативных требований ЕС и Японии поощряет более тихую конструкцию даже в нерегулируемых странах, поскольку большинство производителей автомобилей стремятся к международным продажам. С другой стороны, отдельные владельцы мотоциклов, автомобилей-бумбоксов (с очень громкими музыкальными системами) и маслкаров могут предпочесть, чтобы их транспортные средства были более громкими (по крайней мере, на холостом ходу или на низких скоростях), и такой шум (часто из-за модифицированных выхлопных систем) можно контролировать только путем постоянных проверок и санкций.

Несколько исследований пришли к выводу, что снижение уровня шума от дорожного движения является недорогим или экономически эффективным. Такие исследования включают в себя рассмотрение снижения стоимости недвижимости, пострадавшей от шума, затрат на содержание рассредоточенного населения, «пытающегося уйти от всего шума», а также увеличения затрат на здравоохранение, статистически обусловленных более шумной средой.

Европейские технологии начали имитировать подход США к борьбе с дорожным шумом к 1980-м годам, хотя национальные требования к исследованиям шума в целом остаются менее строгими, чем в США. В развивающихся странах шумовое загрязнение от автомобилей оказывает значительное воздействие, но технологии не настолько развиты. как в западных странах. Например, недавняя статья из Ирана иллюстрирует уровень технологий, с которым Соединенные Штаты столкнулись в 1960-х годах. ^[15] Европейский Союз недавно предложил набор требований к автомобильным шинам, аналогичный тем, которые были введены в США в 1970-х годах. ^[16]

В Мумбаи , Индия, чрезмерный сигнал и дорожный шум считаются серьезной неприятностью. В 2020 году местная полиция запустила экспериментальную программу по связыванию продолжительности красного света с датчиком окружающего шума, увеличивая время красного света, если окружающий шум от дорожного движения превышает допустимые пределы. Это действует как сдерживающий фактор для использования рога. ^[17]

См. также

Шумозащитный барьер для более глубокого понимания вопросов снижения дорожного шума с помощью физических барьеров.
Шумоподавление для обсуждения методов активного снижения нежелательного звука.

Общий:

Влияние шума на здоровье для обсуждения физиологических и психологических последствий
Шумовое загрязнение для более широкого обсуждения шума окружающей среды
Регулирование шума для истории законов о шуме, регулирующих проезжую часть и другой шум.

Ссылки

^ «Шум от шин и дорожного покрытия | Звуковой контроль» . soundcontroltech.com . Архивировано из оригинала 07 февраля 2017 г. Проверено 06 февраля 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б Хоган, К. Майкл (сентябрь 1973 г.). «Анализ дорожного шума». Журнал загрязнения воды, воздуха и почвы, том 2, номер 3, биомедицинские и биологические науки, а также выпуск наук о Земле и окружающей среде . 2 (3). Нидерланды: Springer Verlag: 387–392. дои : 10.1007/BF00159677 . ISSN 0049-6979 . S2CID 109914430 .
^ Хименес-Урибе, Дамарис А.; Дэниелс, Дарвин; Флеминг, Зои Л.; Велес-Перейра, Андрес М. (январь 2021 г.). «Шум дорожного движения на туристическом маршруте города Санта-Марта» . Прикладные науки . 11 (16): 7196. дои : 10.3390/app11167196 . ISSN 2076-3417 .
^ Комитет Сената по общественным работам, Закон о шумовом загрязнении и борьбе с ним 1972 года, Палата представителей США № 1160, 92-й Конг. 2-я сессия
^ Публичное право № 92-574, 86 Стат. 1234 (1972) Закон о шумовом загрязнении и борьбе с ним 1972 года, кодификация с поправками, внесенными в 42 USC 4901-4918 (1988).
^ Общественные слушания по вопросам снижения и контроля шума, Тома 7-8 . Соединенные Штаты. Управление по снижению и контролю шума. 1972. с. 81 . Проверено 30 ноября 2010 г.
^ «Частота аварий с пешеходами и велосипедистами на гибридных электромобилях» (PDF) . Национальное управление безопасности дорожного движения . Сентябрь 2009 года . Проверено 5 октября 2009 г. Технический отчет DOT HS 811 204
^ «Экономист» . 30 июня 2012 года . Проверено 25 июля 2013 г.
^ «Влияние текстуры поверхности тротуара на шум дорожного движения» (PDF) . Секция исследовательских услуг Министерства транспорта Миннесоты. Декабрь 2010 года . Проверено 24 августа 2017 г.
^ Кэтрин Уэйли (5 октября 2016 г.). « Отличное решение проблемы шума на автостраде I-10» . Хьюстон: КТРК-ТВ . Проверено 24 августа 2017 г.
^ Сандберг, Ульф. «Шин/дорожный шум – мифы и реальность» (PDF) . Международный конгресс и выставка 2001 г. по технике борьбы с шумом. Гаага, Нидерланды, 27–30 августа 2001 г. Проверено 25 июля 2013 г.
^ Деконинк, Л; Боттельдорен, Д; Инт Панис, Л; Хэнки, С; Джайн, Дж; Картик, С; Маршалл, Дж (2015). «Применимость модели, основанной на шуме, для оценки воздействия сажи и концентрации частиц в условиях дорожного движения в различных культурах» . Интернационал окружающей среды . 74 : 89–98. дои : 10.1016/j.envint.2014.10.002 . hdl : 1854/LU-5915838 . ПМИД 25454224 . S2CID 34315586 .
^ Джон Шейдли, Акустический анализ проекта расширения магистрали Нью-Джерси между Раританом и Восточным Брансуиком , Болт Беранек и Ньюман, 1973
^ К.М. Хоган и Гарри Зейдман, Влияние акустики предлагаемого проекта расширения магистрали Нью-Джерси через East Brunswick ESL Inc., 1973 г.
^ М. Вазири. Исследование шумового загрязнения шоссе в Тегеране . Тегеран, Иран.
^ «Обзор TRB прогресса Европейского Союза в области контроля шума» . trb.org.
^ Геттлман, Джеффри (4 февраля 2020 г.). «Полиция Мумбаи обманывает водителей, сигналящих» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 6 февраля 2020 г.

Внешние ссылки

[1] «Шум от шин и дорожного покрытия | Звуковой контроль» . soundcontroltech.com . Архивировано из оригинала 07 февраля 2017 г. Проверено 06 февраля 2017 г.

[:0-2] Jump up to: ^а ^б Хоган, К. Майкл (сентябрь 1973 г.). «Анализ дорожного шума». Журнал загрязнения воды, воздуха и почвы, том 2, номер 3, биомедицинские и биологические науки, а также выпуск наук о Земле и окружающей среде . 2 (3). Нидерланды: Springer Verlag: 387–392. дои : 10.1007/BF00159677 . ISSN 0049-6979 . S2CID 109914430 .

[3] Хименес-Урибе, Дамарис А.; Дэниелс, Дарвин; Флеминг, Зои Л.; Велес-Перейра, Андрес М. (январь 2021 г.). «Шум дорожного движения на туристическом маршруте города Санта-Марта» . Прикладные науки . 11 (16): 7196. дои : 10.3390/app11167196 . ISSN 2076-3417 .

[4] Комитет Сената по общественным работам, Закон о шумовом загрязнении и борьбе с ним 1972 года, Палата представителей США № 1160, 92-й Конг. 2-я сессия

[5] Публичное право № 92-574, 86 Стат. 1234 (1972) Закон о шумовом загрязнении и борьбе с ним 1972 года, кодификация с поправками, внесенными в 42 USC 4901-4918 (1988).

[6] Общественные слушания по вопросам снижения и контроля шума, Тома 7-8 . Соединенные Штаты. Управление по снижению и контролю шума. 1972. с. 81 . Проверено 30 ноября 2010 г.

[NHTSA-7] «Частота аварий с пешеходами и велосипедистами на гибридных электромобилях» (PDF) . Национальное управление безопасности дорожного движения . Сентябрь 2009 года . Проверено 5 октября 2009 г. Технический отчет DOT HS 811 204

[When_the_rubber_hits_the_road-8] «Экономист» . 30 июня 2012 года . Проверено 25 июля 2013 г.

[9] «Влияние текстуры поверхности тротуара на шум дорожного движения» (PDF) . Секция исследовательских услуг Министерства транспорта Миннесоты. Декабрь 2010 года . Проверено 24 августа 2017 г.

[10] Кэтрин Уэйли (5 октября 2016 г.). « Отличное решение проблемы шума на автостраде I-10» . Хьюстон: КТРК-ТВ . Проверено 24 августа 2017 г.

[Myths_and_realities-11] Сандберг, Ульф. «Шин/дорожный шум – мифы и реальность» (PDF) . Международный конгресс и выставка 2001 г. по технике борьбы с шумом. Гаага, Нидерланды, 27–30 августа 2001 г. Проверено 25 июля 2013 г.

[Dekoninck-12] Деконинк, Л; Боттельдорен, Д; Инт Панис, Л; Хэнки, С; Джайн, Дж; Картик, С; Маршалл, Дж (2015). «Применимость модели, основанной на шуме, для оценки воздействия сажи и концентрации частиц в условиях дорожного движения в различных культурах» . Интернационал окружающей среды . 74 : 89–98. дои : 10.1016/j.envint.2014.10.002 . hdl : 1854/LU-5915838 . ПМИД 25454224 . S2CID 34315586 .

[13] Джон Шейдли, Акустический анализ проекта расширения магистрали Нью-Джерси между Раританом и Восточным Брансуиком , Болт Беранек и Ньюман, 1973

[14] К.М. Хоган и Гарри Зейдман, Влияние акустики предлагаемого проекта расширения магистрали Нью-Джерси через East Brunswick ESL Inc., 1973 г.

[15] М. Вазири. Исследование шумового загрязнения шоссе в Тегеране . Тегеран, Иран.

[16] «Обзор TRB прогресса Европейского Союза в области контроля шума» . trb.org.

[17] Геттлман, Джеффри (4 февраля 2020 г.). «Полиция Мумбаи обманывает водителей, сигналящих» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 6 февраля 2020 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]