20

2.

METODA OBLICZEŃ

Celem analiz i pomiarów hałasu, w zabudowie zlokalizowanej wzdłuż drogi, było

opracowanie metodyki określania optymalnych parametrów projektowanych ekranów

akustycznych ( długości, wysokości, odległości ) w zależności od lokalizacji i charakterystyki

ukształtowania ekranowanych obiektów oraz ruchu drogowego.

Do obliczeń poziomu hałasu wykorzystano metodę opracowaną w Instytucie Inżynierii

Drogowej i Kolejowej ( IIDiK ) Politechniki Krakowskiej przez Dr inż. S. Radosza [ ]. Jest

ona dostosowana do charakterystyki akustycznej pojazdów samochodowych poruszających

się po polskich drogach oraz nawierzchni tych dróg. Metodę te przedstawiono poniżej.

[ Radosz St.: Analiza wybranych parametrów ruchu i drogi w aspekcie ochrony akustycznej

środowiska, Politechnika Krakowska, Praca doktorska Kraków 1984.

Radosz St.: Metoda obliczania poziomu hałasu drogowego, Drogownictwo 1/1981 ]

2.1.

Założenia

Metoda opiera się na następujących założeniach:

•

ruch drogowy stanowi liniowe źródło dźwięku zlokalizowane na wysokości 0,5 m nad

jezdnią w odległości 3,5 m od jej krawędzi

•

do określenia prognozowanego poziomu hałasu w punkcie odbioru wykorzystywany

jest wskaźnik równoważnego poziomu hałasu L

Aeq

•

proces obliczania poziomu hałasu odbywa się w dwóch etapach:

•

obliczenie poziomu hałasu u źródła ( podstawowy poziom hałasu )

•

obliczenie poziomu hałasu u odbiorcy

•

poziom hałasu u źródła określany jest w punkcie odniesienia znajdującym się w

odległości d=10m, mierzonej w poziomie, od krawędzi jezdni w kierunku odbiorcy

•

poziom podstawowy hałasu zależy od parametrów ruchu, rodzaju nawierzchni drogi

jej pochylenia i nie zależy od czynników wpływających na rozchodzenie się hałasu w

otoczeniu drogi i jest dla danego, jednorodnego elementu drogowego stały dla

wszystkich odbiorców

21

•

poziom hałasu u odbiorcy oblicza się z uwzględnieniem poprawek dotyczących

czynników wpływających na rozchodzenie się hałasu od drogi i zależy od położenia

odbiorcy w stosunku do drogi, cech geometrycznych drogi, ekranowania, rodzaju

pokrycia terenu i poziomego kąta widzenia drogi z punktu odbioru

2.2.

Tok postępowania

W celu określenia prognozowanego poziomu hałasu u odbiorcy należy podzielić drogę będącą

źródłem hałasu, na odcinki jednorodne, a następnie dla każdego odcinka jednorodnego

obliczyć poziom hałasu według schematu na rys. 2.1.

Rys. 2.1 Schemat obliczania poziomu hałasu dla jednorodnego odcinka drogi

22

2.3.

Poziom podstawowy hałasu

Poziom podstawowy hałasu określa jego poziom u źródła i stanowi wartość wyjściową do

dalszych obliczeń. Na jego wartość maja wpływ czynniki związane z parametrami potoku

pojazdów i niektóre czynniki związane z drogą.

2.3.1.

Wpływ parametrów potoku pojazdów

W metodzie uwzględnia się następujące parametry potoku pojazdów:

•

natężenie ruchu q [P/h]

•

średnia prędkość chwilowa potoku v [km/h]

•

udział pojazdów ciężkich p [%]

Dobierając dane ruchowe do prognozy należy założyć że udział pory dnia w ruchu

całodobowym w uproszczeniu stanowi 92%. Należy pamiętać, że w prognozie operujemy

natężeniem wyrażanym na godzinę , czyli należy uwzględnić liczbę godzin przypadającą na

porę dnia i nocy i rozłożyć równomiernie natężenie pojazdów.

Podstawowy poziom hałasu oblicza się ze wzoru:

[ ]

dB

p

q

v

v

q

p

q

v

p

L

P

Aeq

9

.

60

09

.

0

0062

.

0

18

.

0

log

)

032

.

0

11

18

.

17

(

log

)

01

.

0

01

.

0

39

.

8

(

+

+

+

+

−

+

−

+

+

+

=

(2.1)

lub ze wzoru uproszczonego:

[ ]

dB

p

v

q

L

P

Aeq

4

.

33

11

.

0

log

2

.

4

log

7

.

9

+

+

+

=

(2.2)

2.3.2.

Wpływ parametrów związanych z drogą

Na podstawowy poziom hałasu mają wpływ następujące parametry związane z drogą:

•

pochylenie podłużne jezdni

•

rodzaj i stan nawierzchni

Poprawkę, uwzględniającą zwiększoną emisję hałasu przez pojazdy podczas pokonywania

wzniesień, wykonuje się dla pochyleń podłużnych większych od 2% według wzoru:

[ ]

dB

i

v

L

i

Aeq

2

.

0

367

.

0

022

.

0

+

+

−

=

(2.3)

23

W przypadku drogi dwujezdniowej z pasem dzielącym szerszym niż 5 m lub drogi o ruchu

jednokierunkowym poprawkę ze względu na pochylenie stosować należy tylko dla wzniesień.

Na drodze o ruchu jednokierunkowym, na którym występują strome spadki należy hałas

pomierzyć bezpośrednio.

Poprawkę ze względu na rodzaj i stan nawierzchni dla nawierzchnie szorstkiej oblicza się

według wzoru:

p

L

eq

3

.

0

4

−

=

∆

[dB] (2.4)

Dla nawierzchni gładkiej poprawki tej nie uwzględnia się.

2.4.

Wpływ ekranowania

Wpływ ekranowania w powyższej metodzie prognozowania hałasu, oblicza się na podstawie

różnicy dróg ( δ ): fali załamanej na krawędzi ekranu ( a + b ) i fali biegnącej bezpośrednio do

punktu odbioru (c ). Wartości a, b, c są wielkościami geometrycznymi, które można obliczyć

z wzorów

2

1

2

1

)

5

.

0

(

)

5

.

3

(

−

+

+

=

h

d

a

(2.5)

2

2

1

2

1

2

)

(

)

(

h

h

d

d

b

−

+

−

=

(2.6)

2

2

2

2

)

5

.

3

(

)

5

.

0

(

+

+

−

=

d

h

c

(2.7)

gdzie: h

1

– wysokość ekranu [m]

h

2

– wysokość punktu odbioru [m]

d

1

– odległość ekranu od krawędzi jezdni [m]

d

2

– odległość punktu odbioru od krawędzi jezdni [m]

24

Rys. 2.2. Schemat do obliczania wpływu ekranowania

Wartość poprawki oblicza się ze wzoru:

)]

[log(

c

b

a

f

L

e

−

+

=

∆

[dB] (2.8)

gdzie: x = log ( a + b – c ), funkcja f ma postać:

n

n

x

A

x

A

x

A

A

A

+

+

+

+

=

...

2

2

1

0

[dB] (2.9)

a wartości współczynników A

0

...A

n

przyjmuje się w zależności od położenia punktu odbioru

( w strefie cienia akustycznego lub poza nią) według tabl. 2.1.

Tablica 2.1. Wartości współczynników

A

0

...A

n

Strefa cienia

akustycznego

Strefa iluminowana

A

0

-15.4

0

A

1

-8.26

+0.109

A

2

-2.787

-0.815

A

3

-0.831

+0.479

A

4

-0.198

+0.3284

A

5

+0.1539

+0.04385

A

6

+0.12248

0

A

7

+0.02175

0

Zakres

ważności

- 3.0 ≤

x

≤

1.2

- 4.0 ≤

x

≤

0

Dla x z poza zakresu ważności należy przyjmować:

-

jeżeli x < - 3.0 to

0

.

5

−

=

A

-

jeżeli x > 1.2 to

A

- nieokreślone

-

jeżeli x < 4.0 to

0

.

5

−

=

A

-

jeżeli x > 0 to

0

=

A

25

2.5.

Wpływ odległości oraz pokrycia terenu

Odległość punktu odbioru od źródła można obliczyć z prostej zależności geometrycznej:

2

2

)

5

.

0

(

)

5

.

3

(

−

+

+

=

′

h

d

d

[m] (2.10)

Rys. 2.3 Schemat do obliczenia odległości d`

Jeśli teren między źródłem a punktem odbioru jest w ponad 50% utwardzony ( tzn. na terenie

tym występują: płyty betonowe, bruk, nawierzchnia bitumiczna lub lustro wody ) to poprawkę

ze względu na odległość oblicza się ze wzoru:

5

.

13

'

log

8

.

10

'

d

L

d

eq

−

=

∆

[dB] (2.11)

Natomiast jeśli teren między źródłem a punktem odbioru w ponad 50% porośnięty jest trawą

lub niskimi uprawami rolnymi, to dla wysokości odbiorcy

3

5

.

3

1

+

≤

≤

d

h

[m] należy

uwzględnić tłumiący wpływ pokrycia terenu, według wzoru:

26

5

.

3

3

log

2

.

5

5

.

13

'

log

8

.

10

+

+

−

=

∆

d

h

d

L

d

eq

[dB] (2.12)

Dla większych wysokości nie uwzględnia się wpływu tłumiącego pokrycia terenu,

a poprawkę dla odległości oblicza się jak dla terenu o utwardzonej powierzchni.

2.6.

Wpływ poziomego kąta widzenia

Poprawkę ze względu na wpływ wartości poziomego kąta widzenia odcinka jednorodnego

oblicza się według wzoru:

°

Θ

Θ

=

∆

180

log

10

L

[dB] (2.13)

gdzie:

Θ

- poziomy kąt widzenia odcinka jednorodnego drogi z punku odbioru [

°

].

Rys. 2.4. Poziomy kąt widzenia odcinka

2.7.

Wpływ odbicia fal dźwiękowych

Poziom hałasu w punkcie odbioru należy zwiększyć o 2.5 dB jeśli znajduje się on w

odległości nie większej niż 1m od ściany budynku. Natomiast jeśli po przeciwległej stronie

jezdni znajduje się rząd zwartej zabudowy lub element ekranujący poziom hałasu należy

zwiększyć o 1 dB.

2.8.

Poziom hałasu w punkcie odbioru

Poziom hałasu w punkcie odbioru dla jednorodnego odcinka drogi oblicza się ze wzoru:

27

eq

p
Aeq

Aeq

L

L

L

Σ∆

+

=

[dB] (2.14)

Natomiast łączny poziom hałasu u odbiorcy od „n” odcinków jednorodnych oblicza się ze

wzoru:

Ai

L

n

i

AS

L

1

.

0

1

10

log

10

Σ

=

=

[dB]

(2.15)