Obce se hlasité dopravě brání nízkohlučným povrchem vozovek, vyhráno ale nemají

S výrazným nárůstem automobilové dopravy a trendem přesouvání sídel dále od zaměstnání logicky vzrůstá i hluková zátěž tranzitních obcí a měst. Jak hluk kvantifikovat a jak jeho výši můžeme přímo ovlivnit?

Zatímco emise škodlivin se díky postupnému zpřísňování emisních norem Euro a nástupu hybridních a plně elektrických automobilů daří v dlouhodobém horizontu (i přes stále rostoucí počet automobilů na silnicích) významně snižovat, boj s hlučností zdaleka tak úspěšný není. Největší podíl na jeho snížení mají, pokud nepočítáme lokální stavební úpravy, zejména tišší pneumatiky s nízkým valivým odporem, stále se zlepšující aerodynamika vozidel i pokládka moderních asfaltových směsí. Naopak hluk si v obci často generujeme sami ve snaze omezit rychlost vozidel, a to umístěním zpomalovacích prahů (v jejich okolí jsou tradičně nejen lokální hlukové, ale také emisní extrémy) či nevhodným „zpomalovacím“ dopravním značením či směrovým vedením jízdních pruhů komplikujícím plynulost dopravy.

Zatímco kvalitu obutí ani další parametry vozidel nejsme schopni z obecního pohledu ovlivnit, hlučnost (jakost a stáří) položené směsi ano. U moderních osobních automobilů představuje dominantní zdroj hluku hluk vznikající interakcí pneumatiky s vozovkou, a to již od rychlosti cca 40 km/h. K monitoringu hlučnosti povrchů vozovek v EU je především využívána dynamická metoda Close-ProXimity (CPX) dle ISO 11819-2.

Tým vědců z Centra dopravního výzkumu vypracoval podrobnou metodiku ke srovnání akustické emise jednotlivých typů povrchů vozovek pozemních komunikací a jejich změnu v čase (v průběhu jejich užívání), a to na základě dlouhodobých měření provedených na území ČR. Tento způsob měření na styku pneumatika/vozovka je nezávislý na hluku generovaném v okolí pozemní komunikace či hluku generovaném vlastním dopravním proudem, jeho složením a rychlostí.

Cílem bylo poskytnout efektivní nástroj pro možnost nezávislého ověření a dlouhodobého hodnocení hlučnosti jednotlivých povrchů vozovek pozemních komunikací v běžném provozu a jejich následného srovnávání. Kritérium hlučnosti povrchu komunikace je proto možné zahrnout mezi kritéria výběrových řízení na dodavatele v oblastech, kde reálně hrozí negativní vliv z nadměrné hlukové zátěže (emise) ze silniční dopravy. A to i s ohledem na technické podmínky TP 259 Asfaltové směsi pro obrusné vrstvy se sníženou hlučností. V dalším textu si podrobněji rozebereme nejzajímavější výsledky bádání brněnských vědců, kompletní metodika je zájemcům dostupná na stránkách Ministerstva dopravy.

Boj s decibely není triviální

Budeme-li porovnávat hlukovou emisi několik let starého rozbitého povrchu pozemní komunikace a správně nově provedené nízkohlučné obrusné vrstvy ihned po provedení rekonstrukce krytu vozovky, je možné dosahovat snížení hlukové emise přes 10 dB. Z akustického hlediska lze dosáhnout významného snížení hlukové emise o cca 3–4 dB použitím specializovaného nového nízkohlučného povrchu oproti novému běžnému povrchu (asfaltový koberex mastixový SMA, asfaltový beton ACO). Dalšího významného snížení hlukové emise o cca 2–4 dB lze dosáhnout náhradou starého běžného povrchu, který je bez viditelných poruch (vyjeté koleje, výtluky, nerovné vysprávky, nerovnost na hranách desek cementobetonového krytu, rozbité odvodňovací výusti aj.) za tentýž, ovšem nový. Pokud se však bude jednat o srovnání starého běžného povrchu bez viditelných poruch vůči povrchu z dlažebních kostek nebo běžnému starému povrchu, který již vykazuje podstatné poruchy vrchního krytu komunikace, lze zaznamenat další významný rozdíl (snížení) hlukové emise přibližně o cca 2–5 dB, dle typu poruch.

Díky tomu, že projekt sbíral data postupně po dobu několika let, máme možnost podívat se i na to, jak se chovají různé povrchy položené v intravilánu obce v praxi. Celkově za dobu životnosti běžných povrchů komunikací, např. povrchu SMA, dosahuje změna ekvivalentní hladiny akustického tlaku na rozhraní styku pneumatika/vozovka úrovně cca 4 dB, což již celkově není zanedbatelné zvýšení, a to platí pro komunikace bez výrazných vad. Vývoj změny hlučnosti pozemní komunikace v čase je ovlivňován například také místními meteorologickými podmínkami, pečlivostí a profesionalitou prováděné údržby či intenzitou dopravního provozu.

Průměrně nejhlučnější (o zhruba 7 dB) jsou při projíždění rychlostí 50 km/h proti běžné referenční hodnotě asfaltu kvalitně položené dlažební kostky bez propadlých míst, o něco tišší je zámková dlažba i nejhlučnější typ běžně používaného asfaltového betonu ACO 16. Zajímavé je, že hlučnost zvyšuje i obyčejný tenký nástřik vodorovného dopravního značení, a to v průměru o jeden decibel proti referenční hodnotě. U mostních uzávěrů už jde o slyšitelné zvýšení až o tři decibely a pět nebo i více decibelů mají na svědomí velké výtluky, schůdky v cementobetonovém krytu, nedobře provedený přejezd nebo zpomalovací práh. U rychlosti 80 km/h jsou absolutní rozdíly v hlučnosti samozřejmě větší. Nejlépe se zde v tomto ohledu z nově položených testovaných směsí na dálnici D1 osvědčil povrch SMA NH 8, tedy asfaltový koberec mastixový v nízkohlučném provedení (cca 94 dB), lehce nad 95 dB bylo naměřeno u cementobetonového krytu s úpravou pomocí tažené juty a vymývaný cementobeton i klasický SMA již v průměru přesáhli 97 decibelů.

V čem je tedy problém

Zatím je vše jasné, nyní nás však čeká poměrně velké překvapení. Kdo by si na základě výše zmíněného textu myslel, že tedy stačí položit v obci povrch s nízkohlučnou obrusnou vrstvou a je vyhráno, ten by se mýlil. V jedné ze sledovaných lokalit byla položena nízkohlučná směs PA 8 CRmB (85 vs. 89 dB), už po třech letech byl však efekt proti vedlejší běžné asfaltové směsi ACO 11 nulový (obě směsi cca 90,5 dB) a pětiletý „tichý“ povrch byl dokonce o něco hlučnější!

Analýza ukázala, že problémem je velký objem dopravy včetně nákladní a zemědělské techniky, který povrch s velkou mezerovitostí velmi rychle „zajezdí“. Tento povrch tlumí vyšší vlnové délky tak, že je „vpustí“ mezerami do sebe, kde je zvuková energie přeměněna na teplo. U těchto typů povrchů navíc ještě dochází k jejich zanášení – ucpávání vzduchových pórů. Pokud tyto povrchy nejsou čištěny (při nižších rychlostech je uplatnění „samočistícího efektu“ minimální), může u nich být nárůst hlučnosti velmi významný a dosahovat z počátku úrovně až 2 dB za rok.

Další již méně výrazný nárůst hlučnosti nízkohlučného povrchu oproti běžnému povrchu může být teoreticky daný i nižší životností specializovaného povrchu, který dříve vykazuje poruchy na vrchním krytu vozovky, obzvláště pokud jde o prvních realizované úseky. Druhá měřená lokalita s lehce odlišným složeným obrusné vrstvy (BBTM 8) již takové drastické zvýšení hlučnosti nevykazovala a asfalt zůstal proti klasickému povrchu opravdu „tichý“. Zde ale často neprojížděly kamiony ani zemědělské technika.

Zdaleka nejlépe si nízkohlučné směsi vedly na místech s vyloučením zemědělské techniky a vyšší rychlostí dopravního proudu (typicky silnice první třídy), kde díky samočistícímu efektu jejich hlučnost ani po čtyřech letech od pokládky nedosahovala hlučnosti klasické nově položené asfaltové směsi. Na všechny tyto vlastnosti je vhodné při opravách komunikací pamatovat.

Čím se hlučnost měřila

Měření odborníků z Centra dopravního výzkumu probíhala na specializovaném přívěsu vlastní konstrukce, který vyhovuje požadavkům vyplývajícím z normy ISO 11819-2 při splnění podmínky, že měřená celková ekvivalentní hladina akustického tlaku na styku pneumatika/vozovka je nejméně o 10 dB nad maximální měřenou celkovou hladinou akustického tlaku rušivých vlivů. Jelikož vliv použité měřicí pneumatiky představuje největší nejistotu měření hluku na styku pneumatika/vozovka, byla pro měření využita pneumatika Uniroyal Tigerpaw 225/60 R16 SRTT, která je doporučena v automobilovém průmyslu jako standardní pneumatika pro referenční testy dle ASTM F2493:2014.

Každý rok probíhalo měření na nově pořízené referenční pneumatice z důvodu minimalizace vlivu opotřebení a degradace vlastní pneumatiky. Pneumatika byla využívána v období duben až říjen, vlastní opotřebení pneumatiky bylo vždy do 0,5 mm vzorku (ISO/TS 11819-3 povoluje opotřebení vzorku běhounu nejvýše 1,0 mm ve srovnání s počáteční hloubkou dezénu). Rovněž tvrdost pneumatiky se musí pohybovat ve stanoveném rozmezí a pneumatiky je vhodné skladovat dle doporučení. Před vlastním testováním jednotlivých úseků komunikací byly odstraněny případné nečistoty v běhounu referenční pneumatiky, nové pneumatiky byly zajeté minimálně na 500 km, pneumatiky byly nahuštěné dusíkem na tlak 200 kPa při statickém zatížení pneumatiky na měřicím přívěsu 3100 N. Před samotným měřením se pneumatika zahřívala na provozní teplotu zkušební cca 20minutovou jízdou. V celém úseku se kontinuálně měřil akustický tlak na styku pneumatika/vozovka pěticí mikrofonů, které byly pevně uchyceny v definovaných vzdálenostech od měřicí pneumatiky.

Karel Novák