RENGASMELUN EMISSIO JA LEVIÄMINEN ERI TIEPÄÄLLYSTEILLÄ



Samankaltaiset tiedostot
Rengasmelun emissio ja leviäminen eri tiepäällysteillä

RASKAAN LIIKENTEEN MELUPÄÄSTÖ. Sirpa Jokinen, Erkki Björk

Jarno Kokkonen Rengasmelun emissio ja leviäminen

Melua vaimentavien päällysteiden vaikutukset taajamassa Projektinumero:

Mittaukset: Sääolosuhteet mittausten aikana ( klo 14 17):

Mt 170 melumittaukset 2016

Motocrosspyörien melupäästömittaukset

Kouvolan ratapihan melumittaukset

(5)+liitteet

Liikennemelun torjunnan tavoitteet ja nykytila pari sanaa myös VIEME hankkeesta. Risto Saari Liikenne- ja viestintäministeriö

Speedwayn melupäästömittaukset

TUULIVOIMAMELUN MITTAUS- JA MALLINNUSTULOSTEN

Melua vaimentavien päällysteiden käyttökohteiden valintaperusteet Uudenmaan tiepiirissä

AMPUMAMELUN TUTKIMUKSIA. Timo Markula 1, Tapio Lahti 2. Kornetintie 4A, Helsinki

KOKEMUKSET MELUA VAIMENTAVISTA PÄÄLLYSTEISTÄ

Talvirengasmääräykset Suomessa ja talvirenkaiden tekniset määritelmät

Melumallinnus Pellonreuna

Hiidenmäen meluselvitys

Paajalan Martinpolun ja Poutakujan virkistysalueen kaavamuutoksen melumittausraportti

Hiljaisten päällysteiden kestävyys ja käyttöikä

Melun seurantamittaukset 2011

5$32577, 1 (8) Kokeen aikana vaihteisto sijaitsi tasalämpöisessä hallissa.

Mervento Oy, Vaasa Tuulivoimalan melun leviämisen mallinnus Projektinumero: WSP Finland Oy

TUULIVOIMALAMELU MITTAUS JA MALLINNUS VELI-MATTI YLI-KÄTKÄ

Mikä on MELUA VAIMENTAVA PÄÄLLYSTE ja missä niitä voidaan käyttää?

Kaavan 8159 meluselvitys

RYHMÄKERROIN ÄÄNILÄHDERYHMÄN SUUNTAAVUUDEN

IISALMEN KAUPUNKI KIRMANSEUDUN LIIKENNEMELUSELVITYS

Meluselvitys Pajalantien ja Hulikankulman alueet

TIELIIKENNEMELUN SPEKTRIPAINOTUSTERMI YLIKOROSTAA PIENTAAJUISEN MELUN OSUUTTA

Turussa Scason Oy:n kehittämä ja valmistama XT-Turbine-nasta on suunniteltu Kumhon WI31-renkaalle. XT-Turbine-nasta on suurempi. Se lisää kulutuskestä

ÄÄNTÄ VAHVISTAVAT OLOSUHDETEKIJÄT. Erkki Björk. Kuopion yliopisto PL 1627, Kuopion 1 JOHDANTO

ASIAKASRAPORTTI VTT-CR Mervento tuulivoimalan aiheuttaman melun immissiomittaukset

Kaavan 8335 meluselvitys

Yliajokoemenetelmäkuvauksen tarkentava liite

Sivu 1 / 6. Konalantie välillä Pitäjänmäentie Kehä1 Pirjontie/Pirkkolantie välillä Metsäpurontie Pakilantie Tapaninvainiontie

OHJE 2(5) Dnro LIVI/4495/05.00/ KITKAN MITTAAMISEN MENETELMÄ... 3

Talvirengasmittausten tuloksia katupölyn näkökulmasta

Sir Elwoodin Hiljaiset Värit Pistepirkko Haloo Helsinki

Raportti. Kiinteistö Oy Kalevan Airut 8479 asemakaavatyön meluselvitys. Projektinumero: Donna ID

Melupäästömittaukset, Eläintarhan skeittipuisto

Mt 170 melumittaukset 2018

Siitolanranta 3:n melumittaus

Joutsenon Keskuskatu 4:n melumittausraportti ja

Talvirenkaita koskevat säädökset ja nastarenkaiden tyyppihyväksynnän yliajotesti

Immersbyn osayleiskaavan meluselvitys

YMPÄRISTÖMELUN MITTAUSRAPORTTI

M2T9906 TIENPINTOJEN MELUN KEHITTYMINEN

Steinerkoulu Virkkula

Vt7 (K18) Koskenkylä Loviisa - Kotka Tiesuunnitelman ja tiesuunnitelman täydennyssuunnitelman laatiminen Täydennysmelumittaukset 15.9.

HIRVASKANKAAN (VT 4/UURAISTENTIE) MELUSELVITYS

Rantatunnelin seurantamittaukset, melu

Vierintämelun vähentäminen VIEME-tutkimus- ja kehittämishankkeen loppuraportti

KOKEMUKSIA HILJAISISTA PÄÄLLYSTEISTÄ POHJOISMAISSA JA SUUNNITTELUPERIAATTEIDEN EROT SUOMEEN

M2T9906 TIENPINTOJEN MELUN KEHITTYMINEN

PIEKSÄMÄEN MELUSELVITYKSEN MELUMITTAUKSET

Rengasvalikoima ja EU-rengasmerkinnät Kuorma- ja linja-auton renkaat SPECIMEN. 72 db 1222/ C3

YMPÄRISTÖMELUN MITTAUSRAPORTTI

Kitkatutkijan näkökulma talvirengastyyppeihin Katupölyseminaari

MELUNTORJUNNAN KEHITYS JA HAASTEET UUDELLAMAALLA ELYN NÄKÖKULMA

PORAPAALUTUKSEN AIHEUTTAMAN MELUN MITTAUS Pasilan Uusi Silta YIT Rakennus Oy

Noranza 2 EVO NASTARENKAAT 175/65R /65R /65R /65R /55R /60R /55R16 677

Valtatie Pyhäjoen keskustan pääliittymän kohdalla (vt8 Virastotie Annalantie), Pyhäjoki Melutarkastelu

Kaavan 8231 meluselvitys

HINNASTO TALV IRENKAAT

RVS-TECNOLOGYN KOKEILU HAMMASVAIHTEESSA

1 JOHDANTO 3 2 LÄHTÖTIEDOT JA MENETELMÄT 4

Ratapihaan liittyvien alueiden sekä kaupungintalon tontin asemakaavamuutoksen tärinäselvitys Suonenjoen kaupunki

Lämpötila Tuulensuunta Tuulen nopeus Suhteellinen kosteus Tiistai o

PYHTÄÄN KUNTA RUOTSINPYHTÄÄN KUNTA

SWECO YMPÄRISTÖ OY t o.d o p re

Meijeritien asemakaavan meluselvitys

Liuhtarin alueen (Kantatie 66) melumittaukset

Tiemerkintöjen ohjausvaikutukset ja kestoikä

Ritavuoren ak:n melusuojaus vaihe 2, Lapua

Menetelmä on tarkoitettu päällysteen ja renkaan kosketuksessa syntyvän melun eli rengasmelun mittaamiseen.

Kemoran moottoriradan melupäästömittaukset

Espoo Nihtiportti, Atriumalue, Meluselvitys

ERITTÄIN JOUSTAVAA MUKAVUUTTA AKUSTOINTIIN

MELUSELVITYS TYÖNUMERO: HAAPAVEDEN KAUPUNKI HAAPAVESI VATTUKYLÄN MELUSELVITYS SWECO YMPÄRISTÖ OY TURKU

Kuuloaisti. Korva ja ääni. Melu

Destia Oy Lemminkäinen Infra Oy Oy Göran Hagelberg Ab VUOHIMÄEN MAA-AINESTEN OTTOALUEET, KIRKKONUMMI ESITYS MELUSEURANNAN JÄRJESTÄMISESTÄ YLEISTÄ

Matkanopeudet HSL-alueella 2011

Hervantajärven osayleiskaavan meluselvitys

ASKELÄÄNITASOKOEMITTAUKSET

KOHINA LÄMPÖKOHINA VIRTAKOHINA. N = Noise ( Kohina )

MURSKAUKSEN MELUMITTAUS Kivikontie Eritasoliittymä Destia Oy

Kt51 parantaminen välillä Kivenlahti- Kirkkonummi, melumittaukset moottoritien valmistuttua

TURUN JÄTTEENPOLTTOLAITOKSEN MELURAPORTTI

I OSA AUTOJA JA PERÄVAUNUJA SEKÄ JÄRJESTELMIÄ, OSIA JA ERILLISIÄ TEK- NISIÄ YKSIKÖITÄ KOSKEVAT VAATIMUKSET

NASTA-tutkimusohjelma

Asiantuntijapalvelut - Tiestö Turku NURMIJÄRVEN KUNTA

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet:

Kivilammen maankaatopaikan laajennusalueen meluselvitys

Raideliikennemeluselvitys korttelille 55042

LEHMON OSAYLEISKAAVA-ALUEEN MELUSELVITYS

KAUPUNGINVALTUUSTON ASIAKIRJAT STADSFULLMÄKTIGES HANDLlNGAR KAUPUNGINHALLITUKSEN MIETINNÖT STADSSTYRELSENS BETÄNKANDEN

Akaan raakapuukuormausalue Ratasuunnitelman meluselvitys. Päiväys Tilaaja Liikennevirasto Projekti RR52233

KANKAANPÄÄN KAUPUNGIN MELUSELVITYS

Melua vaimentavien päällysteiden vaikutukset taajamassa

Transkriptio:

RENGASMELUN EMISSIO JA LEVIÄMINEN ERI TIEPÄÄLLYSTEILLÄ Jarno Kokkonen ja Tapio Lahti Insinööritoimisto Akukon Oy Kornetintie 4 A, 00380 HELSINKI jarno.kokkonen@akukon.fi 1 JOHDANTO Tieliikenteen melu on ylivoimaisesti merkittävin ympäristömelun lähde. Valtaosa tieliikennemelusta syntyy renkaan ja tienpinnan kosketuksessa. Liikenne- ja viestintäministeriön johdolla meneillään olevassa Vierintämelun vähentäminen (VIEME) -tutkimushankkeessa tutkitaan renkaiden ja tiepäällysteiden aiheuttamaa melua ja sen leviämistä. Tavoitteena on melutasojen alentaminen sekä melulle altistumisen vähentäminen taloudellisesti ilman, että pölyongelmat lisääntyvät ja liikenneturvallisuus heikkenee. Hankkeen melua koskevaan osaan osallistuu myös TKK:n Autotekniikan laboratorio. Se on käyttänyt tutkimuksissa lähimittausmenetelmää, jossa rengasta hinataan erityisessä perävaunussa ja mittaukset tehdään vaunun kaiuttoman kopan sisällä, aivan renkaan ja tienpinnan lähellä. Melututkimusten toisen osan muodostaa Akukonin osuus, jossa tutkitaan melun säteilyä ja leviämistä tien ympäristöön. Itse mittausten ja niiden välittömien tulosten ohella tämän osan toinen päätavoite on selvittää mittaustietojen kytkentää erityisesti pian käyttöön tulevaan EU:n tieliikennemelun Harmonoise-laskentamalliin. Tätä koskeva osuus oli mukana jo vuosien 2001 2003 HILJA-projektissa [1]. Se jäi kuitenkin tuloksiltaan suhteellisen niukaksi, ja selvityksen jatkamisen ja syventämisen on katsottu olevan edelleen tarpeellista ja tärkeää. Uusia tietoja pyritään saamaan mallin vierintämelua koskevan lähdeosan ja leviämisosan keskinäisestä sovituksesta, erityisesti hiljaisten päällysteiden ja renkaiden osalta. Mallinnuksen ja vertailumittausten avulla on tarkoitus tutkia melun lähileviämistä valituissa kohteissa. Tässä artikkelissa esitetään rengasmelun leviämistä koskevan osaprojektin alustavia tuloksia, jotka perustuvat vuoden 2006 ja alkuvuoden 2007 ohiajomittauksiin. 2 MITTAUSJÄRJESTELYT JA -MENETELMÄT Mittauksia on tehty sovellettuina ohiajomittauksina (SPB) vakioliikenteessä useissa eri kohteissa Pääkaupunkiseudulla sekä rullausmenetelmällä (CB) Nokian Renkaiden koeradalla. Yhtä vakioliikenteen kohdetta (Helsingin Pirkkolantie) on tutkittu muita tarkemmin, eli mittaukset on toistettu useita kertoja eri vuodenaikoina. Vakioliikenteessä suoritetuissa mittauksissa tiepäällysteenä kussakin kohteessa oli hiljainen yksikerroksinen kivimastiksiasfaltti (SMA) ja sen lähellä referenssipäällysteenä tavallinen asfalttibetoni (AB). Koeradalla on standardin ISO 10844 mukainen päällyste, joka on periaatteessa vastaava kuin SMA maksimiraekoolla 8 mm. Mitatut hiljaiset päällysteet olivat Pirkkolantietä lukuun ottamatta noin vuoden ikäisiä eli ensimmäisen talven rasituksen käyneitä. Tällöin niiden ominaisuuksien pitäisi aikaisemman selvityksen mukaan olla vakiintuneita [1]. 1

Kuva 1. Mikrofonit Nokian Renkaiden koeradalla. Pirkkolantien II-mittaus tehtiin vain kahden viikon kuluttua päällystämisestä. Pirkkolantie III mitattiin talven jälkeen, kun nastarenkaat olivat vielä käytössä ja Pirkkolantie IV:n tulokset ovat peräisin kesän ensimmäisten hellepäivien jälkeisistä mittauksista, jotka ovat vertailukelpoisia Röykän ja Klaukkalan mittausten kanssa. Referenssipäällysteet olivat samalla tieosuudella olevia hyväkuntoisia mutta iäkkäämpiä päällysteitä kuin hiljaiset päällysteet. Mittauspisteitä oli neljä. Vakioetäisyydellä eli 10 m päässä tien keskilinjasta oli kolme mittauspistettä. Kaksi pistettä oli sijoitettu Nordtest-menetelmän mukaisesti korkeuksille 0,2 m ja 4 m sekä yksi perinteiselle ISO:n vakiokorkeudelle 1,2 m. Näiden lähipisteiden lisäksi oli käytössä neljäs eli kaukopiste, joka sijaitsi maaston mukaan vaihdellen 2 6 m etäisyydellä tiestä. Kaikki mittaussignaalit tallennettiin DAT-nauhureilla, minkä ansiosta tallennetuille signaaleille on voitu tehdä monipuolista jälkikäsittelyä. Pirkkolantien aineisto luokiteltiin ja editoitiin erityisen yksityiskohtaisesti, jotta sitä voitiin analysoida tarkemmin ja jotta eri aikoina tehdyt mittaukset saatiin keskenään vertailukelpoisiksi. Analyysissä tehtiin lämpötila- ja etäisyyskorjaukset. Kokonaisäänitasot normalisoitiin nykyisen pohjoismaisen laskentamallin lähtöarvoon (joka vastaa liikennemäärää 1000 ajoneuvoa tunnissa, ei raskaita ajoneuvoja ja nopeutta 0 km/h). Lämpötilakorjauksena käytettiin Harmonoise-laskentamallin kertoimia, jotka riippuvat tienpinnasta ja ilman lämpötilasta. Jotta tulokset olisivat luotettavia, mittausjakson tulee sisältää riittävän paljon puhtaita ohiajoja. Raskaiden ajoneuvojen osalta tämä kriteeri ei täyttynyt, joten niistä ei saatu yleispäteviä tuloksia. Raskaiden ajoneuvojen kanssa on sekin ongelma, että tulokset edustavat kyseessä olevan mittauspaikan ajoneuvokoostumusta. Esimerkiksi Pirkkolantiellä raskas liikenne koostui lähinnä Ikarus E94 2- ja 3-akselisista matalalattiaisista linja-autoista. Vastaavasti muualla jakautuma voi olla toisenlainen. Esimerkiksi paperitehtaan tai sorakuopan lähistöllä raskaiden ajoneuvojen jakauma voi hyvinkin koostua lähinnä tukkirekoista tai maansiirtoautoista. Kokonaistasojen analyysissä tulee myös ottaa huomioon ajoneuvojen todellinen keskimääräinen etäisyys mittauspisteistä. Tiettyyn aikaan yhteen suuntaan menijöitä voi olla huomattavasti enemmän kuin toiseen. Esimerkiksi Pirkkolantiellä jakauma itään ja länteen menevien välillä vaihteli yhtä suuresta kaksi- tai jopa kolminkertaiseen. Nopeusjakaumissa ei havaittu merkittäviä eroja. 2

72 A-äänitaso, db referenssi hiljainen 68 64 Pirkkola II Röykkä Klaukkala Pirkkola III Pirkkola IV Kuva 2. Päällystevertailun kokonaistulokset koko liikennevirralle, normalisoituina nykyisen pohjoismaisen tieliikennemelun laskentamallin nimellistilanteeseen. Mallin lähtöarvo = 68 db. 3 TULOKSIA 3.1 Päällystevertailu Tulokset osoittavat, että hiljaiset päällysteet olivat yleensä n. 2 4 db hiljaisempia kuin vertailupäällysteet. Kuvasta 2 näkyy, että, hiljainen päällyste on talvella käytännössä yhtä äänekäs kuin tavallinen päällyste (Pirkkola III). Tuloksista on myös nähtävissä, että suuri liikennemäärä heikentää hiljaisten ominaisuuksien säilymistä. Klaukkalantiellä keskimääräinen vuorokauden liikennemäärä on noin 16000 ajoneuvoa, kun Röykässä se on vain noin 1/ ja Pirkkolantiellä puolet siitä eli 8000. 3.2 Renkaiden vaikutus emissioon Kuvassa 3 on esitetty nasta- ja kesärenkaiden tasoeroja hiljaisilla SMA-päällysteillä ja tavallisella päällysteellä. Vertailun vuoksi mukana on myös nastarenkaiden vaikutus tavallisessa vakioliikenteessä, jossa joukossa on myös kitkarenkaita ja raskaita ajoneuvoja. Koeradalla suoritettujen mittauksien perusteella kitka- ja kesärengas ovat suunnilleen yhtä meluisat. Taulukossa 1 on esitetty rengasvertailun kokonaistulokset. Niistä havaitaan, että sisäänajamaton nastarengas on selvästi äänekkäämpi kuin testin muut renkaat. Nastarenkailla ja muilla kuvioiduilla renkailla iskuperäinen melu on pääasiallinen melun lähde. Kuviopalan iskut Kuviopalan iskussa renkaan kuviopala tai muu osa kuten nasta iskeytyy tienpintaan aiheuttaen radiaalisia värähtelyjä, jotka leviävät myös tangentiaalisina värähtelyinä renkaan pinnassa ja vyörakenteessa, leviten renkaan kylkiin. Sama ilmiö tapahtuu myös silloin kun kontaktivoima vapautuu jättöreunan puolella. 3

Nastat ei nastoja vertailu Nokian testirata ja Pirkkolantie erotus (db) 10 9 8 7 6 4 3 2 1 0 ISO 10844 hiljainen SMA hiljainen SMA ref DCA ref DCA uusi sisäänajamaton nastarengas - kesärengas kevyet 1ab normaalissa liikenteessä raskas% ~7-10 kevyet 1ab normaalissa liikenteessä raskas% ~7-10 Kuva 3. Nastarenkaiden vaikutus rengasmelun emissioon. Standardin ISO 10844 pinnoite on Nokian koeradalta; muut tulokset ovat Pirkkolantieltä.. Taulukko 1. Rengasvertailun kokonaistulokset: melupäästöt (A-äänitehotasot L WA ) sekä vertailun vuoksi EU:n uuden Harmonoise-laskentamallin nimellistilanteen vierimismelun päästöt [db]. rengas 0 km/h 80 km/h kesä 93,3 100,4 kitka 94,1 100,9 nasta 102,8 109,2 Harmonoise vakio 93, 99,9 Tienkarheudesta aiheutuvat iskut Toisena iskuvärähtelynä on tiepinnan karheudesta aiheutuvat iskut, joiden mekanismi on sama kuin kuviopalan iskussa, mutta jossa tienpinnan vaihtelu vasaroi renkaan pintaa johtoreunan puolella ja vastaavasti vapauttaa jättöreunan puolella. Iskut ilmenevät tietyllä taajuudella, riippuen kuviopalojen välisestä etäisyydestä tai tien pinnan karheudesta sekä ajoneuvon nopeudesta. Iskuvoimien aiheuttamat perustaajuudet voidaan laskea kaavan (1) avulla. f = v / λ (1) λ on kuvioinnin tai tien pinnoitteen jakson pituus ja v auton nopeus. Iskun aiheuttaman herätteen amplitudiin liittyy hyvin monimutkaisia muuttujia, kuten kuvion syvyys, leveys, kumin kovuus jne. Renkaan vyörakenteen resonanssit voivat merkittävästi vahvistaa iskusta aiheutuvia herätteitä [2]. 4

2 nasta ja kitkarenkaan erotus (db) 20 1 10 0 keski taka ala ylä - 8kHz 4k 2k 1k 00 20 12 63 Taajuus (Hz) Kuva 4. Nastojen vaikutus testirenkaan terssispektriin nopeudella 0 km/h.. Nastarenkaan tangentiaalinen rapina tienpäällysteessä aiheuttaa piikin spektriin 6 7 khz kohdasta alkaen. Mutta kun tutkitaan kahden samanlaisen nasta- ja kitkarenkaan spektrien erotusta, nähdään helposti renkaan periodisen kuviopalan iskuista aiheutuva voimakas korostus terssikaistalla 20Hz (nastarenkaalla). Nastan painautuminen kuviopalaan saa myös kumipalan värähtelemään radiaalisesti, mikä näkyy keskitaajuuksilla [2]. Tämä lienee pääsyy nastarenkaiden äänekkyyteen. Kun verrataan kuvien 4 ja terssispektrien erotuksia, nähdään myös miten periodisen kuviopalan iskun aiheuttama piikki siirtyy nopeuden kasvaessa. Kaavan (1) avulla voidaan laskea testatun renkaan kuvioinnin jakson pituudeksi noin 6 mm, kun nopeudella 13,9 m/s taajuus on 20 Hz. Kun nopeudeksi vaihdetaan 22,2 m/s, saadaan taajuudeksi 400 Hz, mikä näkyy selvänä piikkinä kuvassa. 3.3 Rengasmelun suuntaavuus yläviistoon Kaikissa mittauksissa on havaittavissa, että kun etäisyyskompensoinnit on tehty, ylämikrofonin (4 m) tasot ovat hiukan suuremmat kuin keskimikrofonin (1,2 m) ja selvästi suuremmat kuin alamikrofonin (0,2 m). Ilmiö esiintyy korkeilla taajuuksilla. Tyypillisesti yläpisteen A- painotettu taso oli noin 1 db suurempi kuin keskimikrofonilla. Alamikrofonin tulokseen vaikutti ilmeisen paljon maanpinnan vaimennus. Henkilöauton rengasmelun vertikaaliseen suuntaavuuteen vaikuttanee lähinnä auton kori. Eri renkailla tai tien pinnoitteilla ei havaittu olevan vaikutusta suuntaavuuteen.

20 nasta ja kitkarenkaan erotus (db) 1 10 0 keski taka ala ylä - 8kHz 4k 2k 1k 00 20 12 63 Taajuus (Hz) Kuva. Nastojen vaikutus testirenkaan terssispektriin nopeudella 80 km/h.. LÄHTEET 1. KELKKA M, HYYPPÄ I, RAITANEN N, VALTONEN J & SAINIO P, Hiljaiset päällysteet Tuotevaatimukset ja mittarit. TKK Tielaboratorion julkaisuja TKK-TIE-A, Espoo 2003, 67 s. 2. SANDBERG U & EJSMONT J, Tyre/road Noise ReferenceBook. Informex, Kisa (Ruotsi) 2002, s.10 126. 6