Основні положення. Коливання автомобіля та шум тісно зв’язані, але механічні коливання й звук тертя шин об покриття можуть і не досягати порога чутливості.

Коливання автомобіля та шум тісно зв’язані, але механічні коливання й звук тертя шин об покриття можуть і не досягати порога чутливості.

Звук, що виникає при терті шин об поверхню дороги, залежить від швидкості руху та від зчеплення між шинами і покриттям. Шум під колесами виникає внаслідок видавлювання повітря з нерівностей покриття автомобільними шинами. Шорсткість покриття збільшує шум порівняно з гладкими покриттями із литого асфальту (рис. 7.1). Але старі вироблені шини автомобілів видавлюють повітря сильніше, ніж покришки з новим протектором. Шум змінюється за висотою звуку при розгоні та гальмуванні автомобілів.

Рівень звукового тиску, дБ

Висота виступів шорсткості, мм

Рис. 7.1. Залежність рівня шуму видавлювання повітря від висоти виступів шорсткості

Коли за еталон прийнять рівень шуму для гладкого покриття (литий асфальт), то мілкозернистий асфальтобетон визиває додатковий шум в 2, 5-3 дБ, среднезернистий – 5 дБ, грубозернистий – 9 дБ, цементобетонне безшовне покриття – 5 дБ, але при наявності швів – 8 дБ.

У суху погоду на відносно рівному покритті шум знижується на 2-3 дБ порівняно з шумом на грубошорсткому покритті. Коли йде дощ, шум підвищується на гладкому покритті приблизно на 5-8 дБ.

Таблиця 7.1. Рівень звукового тиску, що виникає під шинами автомобіля

Примітка. Вимірювання виконувались при швидкості автомобіля 80-120 км/год., рухомому по інерції з повністю відключеним двигуном, на відстані 7 м від автомобіля.

Крім шуму від тертя шин, виникає шум автомобіля від ударів ресор, коливанням автомобіля при переїзді з одного уклону на протилежний, нахилами на поворотах, а також при дії повітря при гальмуванні та прискоренні. Ці шуми мають складний ударний характер.

Бокові удари сприймаються людиною більш болюче, ніж вертикальні.

Коливання та крен автомобіля на нерівностях дороги передаються через підвіску звичайно в діапазоні від 0, 1 до 10 Гц і тому не сприймаються як шум, але можуть виникати головокружіння і нудота.

Залежно від рівня звукового тиску наведемо таку шкалу шумливості автомобілів, що сприймаються людиною:

67-75 дБ – відчутний шум, але терпимий;

75-83 дБ – менш терпимий шум;

83-91 дБ – нестерпний шум;

більше ніж 91 дБ – небезпечний шум, що порушує слух.

Для порівняння зазначимо, що 120 дБ – це поріг, болюче сприймається, а смертельний рівень складає 180 дБ. Шум біля 150 дБ характерний для реактивних літаків, а біля 100 дБ – для мотоциклів. Людина сприймає нормально рівень шуму до 60 дБ (це шум, який виникає при розмові).

Відносна безшумність доріг – це важлива умова їх комфортабельності. Шум вище від допустимого рівня шкідливий для водія, для пасажирів і для жителів помешкань придорожньої смуги. Він зовсім не бажаний біля будівель спеціального призначення, таких, як лікарні, дослідні лабораторії, проектні інститути.

Таблиця 7.2. Вимоги до захисту населених пунктів від шуму

На дорозі водій менше страждає від усієї різноманітності шумів свого автомобіля, ніж від шумів іззаду і з боків від інших автомобілів. Любій вид перешкоди збільшують шуми.

У різних транспортних засобах виникають різні рівні шуму (рис. 7.2). Шум від колони зустрічних автомобілів сприймається як серія швидких, а інколи й болючих ударів. Шуми від автомобілів, що обганяють або яких обганяє автомобіль, сприймається легше. На відстані від дороги шуми від окремих автомобілів зливаються в загальний гул.

При проектуванні доріг треба враховувати й шумову дію її на людину. Шум став соціальною проблемою, у містах більшості країн заборонені автомобільні гудки, але рух транспортних засобів із пошкодженими двигунами не заборонений. Рівень звукового тиску від гудків автотранспорту досягає приблизно 90 дБ із перервами, а від пошкодженого двигуна може бути більше ніж 100 дБ, крім того, без перерви.

Рівень звукового тиску, дБ

Швидкість, км/год.

Рис. 7.2. Дослідження рівнів звукового тиску від легкових та вантажних автомобілів:

• – легкові автомобілі; ◦ – вантажні автомобілі

При проектуванні автомобільних доріг, що прокладаються через населені пункти, однією із важливих задач є захист житлової забудови від дії транспортного шуму. При розробленні проекту реконструкції чи будівництва доріг у населеному пункті або поблизу нього необхідно заміряти рівень шуму. У випадках перевищення допустимого рівня шуму (табл. 7.3 і 7.4) необхідно передбачати (рис. 7.3): влаштування буферної зони між автомобільною дорогою й забудовою; будівництво шумозахисних бар’єрів; проектування поперечного профілю земляного полотна, здійснювати таким чином, щоб було забезпечено максимальне зниження транспортного шуму; використовувати снігозахисні насадження вздовж дороги; застосовувати раціональні схеми організації руху транспорту; будувати дорожнє покриття, яке знижує рівень шуму.

Таблиця 7.3. Допустимі рівні шуму

Таблиця 7.4. Поправки на допустимі рівні шуму

Розрахункові шумові характеристики транспортних потоків на вулицях та дорогах міст для умов руху транспорту приймаємо за таблицею 7.5.

Таблиця 7.5. Шумові характеристики транспортних потоків

Шумозахисні бар’єри працюють за двома принципами: поглинання шуму пористими матеріалами, і використання рифленої поверхні.

У тунелях для боротьби із шумом використовують вермикулітову штукатурку або древесно-волокнисті плити, крім того, треба проектувати проїзди для кожної смуги окремо.

Рис. 7.3. Варіанти захисту забудови від транспортного шуму:

а... в – підпірні стіни; г – озеленення; д – земляний вал; е – відкоси виїмки; ж – перильні огородження на естакаді з озелененням; з – закриті галереї; и, к – підземні тунелі

У виїмках, розташованих вздовж житлових масивів, повинні розрахуватись глибина та нахил укосу. Чим крутіший укіс, що екранізує шум, тим шкідливіший шум для тих водіїв, які рухаються по дорозі, але якщо він пологіший, тим більший шум від руху транспортів турбує мешканців будинків.

Відстань від дороги до будинків треба приймати за формулою

,

де v – розрахункова швидкість руху, км/год.;

К_а – коефіцієнт, який дорівнює: 0, 5 – для восьмициліндрового двигуна легкових автомобілів, 1, 0 – для чотирициліндрових, 1, 2 – для мотоциклів, 2, 0 – для автобусів та вантажних автомобілів середньої вантажопідйомності, 3, 0 – для автомобілів більшої вантажопідйомності;

К_р – коефіцієнт рельєфу, який дорівнює 1, 0 у відкритій місцевості й зменшений до 0, 3 залежно від наявності звукопоглинаючої перешкоди (щільна вічнозелена рослинність) або споруди штучних протизвукових перешкод;

і – ухил дороги, мінімальний 1 ‰.

Рівень звуку в розрахунковій точці на території об’єкта, що захищають від шуму, за формулою

,

де – шумова характеристика витоку шуму в дБА (табл. 7.5);

– зниження рівня звуку залежно від відстані між витоком шуму та розрахункового точкою (див. рис. 7.4 в дБА);

– зниження рівня звуку екранами на шляху розповсюдження звуку в дБА (табл. 7.6);

– зниження рівня звуку смугами зелених насаджень у дБА (табл. 7.7).

Зниження рівня звуку
	Відстані між витоком шуму та розрахунковою точкою, м

Рис. 7.4. Графік для визначення зниження рівня звуку в дБА залежно від відстані між витоком шуму та розрахунковою точкою

1 – витоки шуму із середини груп житлових будівель, транс­форматори; 2 – транспортні потоки

Таблиця 7.6. Зниження рівня звуку екраном

Різність довжини шляхів проходження звукового променя	Зниження рівня звуку екраном в дБА		Різниця довжини шляхів проходження звукового променя	Зниження рівня звуку екраном в дБА
0, 005			0, 48
0, 02			0, 83
0, 06			1, 4
0, 4			2, 4
0, 28

Таблиця 7.7. Зниження рівня звуку смугами зелених насаджень

Смуга зелених насаджень	Ширина смуги, м	Зниження рівня звуку , в дБА
Однорядна при шахматному насадженні дерев в середині смуги	0-15	4-5
Однорядна при шахматному насадженні дерев в середині смуги	16-20	5-8
Дворядна при відстані між рядами 3-5 м; ряди аналогічні однорядному насадженні	21-25	8-10
Дво- або трирядна при відстані між рядами 3 м; ряди аналогічні однорядному насадженні	26-30	10-12

Рис. 7.5. Розрахункові схеми для визначення зниження рівня звуку за екранами:

1 – стінка; 2 – будівля; 3 – насип; 4 – виїмка; ВШ – виток шуму; РТ – розрахункова точка; h_еф – ефективна висота екрана