Vergelijkend akoestisch onderzoek bermverharding type M (Meander) Ing. Z.A.J. Lok A.G.M. Wolbert Dr. Ir. Y.H. Wijnant

Transcriptie

1 Vergelijkend akoestisch onderzoek bermverharding type M (Meander) Ing. Z.A.J. Lok A.G.M. Wolbert Dr. Ir. Y.H. Wijnant

2 Inhoudsopgave 1 Inleiding 2 Meetmethode 3 Gebruikte apparatuur 4 Meetopstelling grasbetonblokken referentie 5 Meetopstelling grasbetonblokken type M (Meander) 6 Verwerking meet data 7 Meetresultaten 8 Conclusie Bijlage 1 Frequentiespectrum van SPLmax in

3 1 Inleiding Naar aanleiding van een, door Morssinkhof Groep, Idé partners en de Universiteit Twente, nieuw ontwikkeld grasbetonblok, aangeduid als type M (Meander), welke een reductie van de geluidsafstraling bij overrijden tot doel heeft, is er een vergelijkende akoestische meting uitgevoerd. Het nieuwe type, type M (Meander), is daarbij vergeleken met een referentie (traditioneel) grasbetonblok. (Kenmerken van het referentie grasbetonblok zijn: haakse gleuven op de rijrichting, ronde gaten en een genokte bovenzijde). Tijdens de meting is er met de rechter-banden over de grasbetonblokken gereden en met de linkerbanden over het asfalt. Voor het uitvoeren van de meting zijn twee wegen uitgezocht met vergelijkbaar asfalt en vergelijkbare omstandigheden, zodat alleen de twee type grasbetonblokken verschillen. Voor de meetlocatie met de referentie grasbetonblokken is gekozen voor de Stokkumerbroekweg, ten zuiden van Markelo. Voor de meetlocatie van de nieuwe grasbetonblokken type M (Meander) is gekozen voor de Nijhofweg ten zuidoosten van Diepenheim. 2 Meetmethode Voor het nauwkeurig vastleggen van het geluidsniveau is gekozen voor de zogenaamde SPB-meting (Statistical Pass-By). Hierbij wordt met één voertuig, in dit geval een Volvo V50, een aantal keren met variërende snelheid langs twee microfoons gereden. De microfoons zijn op 7,5 m uit het midden van de rijbaan geplaatst op een hoogte van 1,5 m en 3 m en zijn synchroon gemeten. De geluidsdruk als functie van de tijd en de voertuigsnelheid zijn vastgelegd. Het maximale geluidsniveau tijdens de passage (gebaseerd op een tijdperiode van 1/8 sec) is vervolgens A-gewogen. Daarnaast zijn metingen verricht waarbij niet over de grasbetonblokken is gereden, om zodoende de geluidafstraling van het asfalt op beide meetlocaties te kunnen vergelijken. 3 Gebruikte apparatuur 1x Brüel &Kjær Acoustical Calibrator x Brüel &Kjær Microfoon type 4192L 1x Brüel &Kjær Nexus Conditioning Amplifier 1x National Instruments USB-4431 Laptop + SaVMSv2.0 meet software SMAv1.0 data verwerking software Meetvoertuig Volvo V50 1

4 4 Meetopstelling referentie grasbetonblokken Voor het meten aan de referentie grasbetonblokken is gekozen voor de locatie aan de Stokkumerbroekweg ten zuiden van Markelo. De meetopstelling en het referentie type is hieronder weergegeven. Figuur 1. Testopstelling en referentie grasbetonblok. 5 Meetopstelling grasbetonblokken type M (Meander) Voor het meten aan de grasbetonblokken type M (Meander) is gekozen voor de locatie aan de Nijhofweg, ten zuidoosten van Diepenheim. De meetopstelling en het nieuw ontwikkelde grasbetonblok is weergegeven in onderstaande foto. Figuur 2. Testopstelling en grasbetonblok type M (Meander). 2

5 6 Verwerking meet data Tijdens de metingen zijn beide meetsignalen van de microfoons op 1,5 m en 3,0 m hoog vastgelegd en opgeslagen. Ter illustratie is in figuur 3 het gemeten signaal, zoals gemeten met behulp van de SaVMS software, weergegeven. Deze meting is de meting aan de grasbetonblokken Type M (Meander) bij 79 km/u. Het rode tijdsignaal is van de microfoon op 1,5 meter hoog en het gele signaal is van de microfoon op 3,0 meter hoog. Figuur 3, Meetsignaal microfoons in Pa Beide tijdsignalen van de microfoons worden achteraf verwerkt en A-gewogen. Vervolgens worden beide tijdsignalen opgesplitst in kleine tijdsvensters van 1/8 sec en van alle deze vensters wordt een Sound Pressure Level (SPL) bepaald. In figuur 2 zijn al deze SPL-niveaus achter elkaar geplaatst. Het maximale SPL-niveau tijdens de passage, aangeduid met SPL max, is het niveau dat maatgevend voor de het geluid van het grasbetonblok. Figuur 4, SPL in per 1/8 sec Voor de meting van figuur 4 is het maximum: SPLmax = 76,5 op 1,5 m SPLmax = 76,8 op 3,0 m 3

6 Deze waarden worden verder in de tabel weergegeven voor de verschillende passages. In figuur 5 is het frequentiespectrum in 1/3-octaafbanden weergegeven van het signaal in het tijdsvenster waarbij het SPL maximaal is. Figuur 5, Frequentiespectrum in 1/3-octaaf banden van het signaal waarbij het SPL (A-gewogen) maximaal is. In bijlage 1 zijn van alle metingen de SPLmax met de daarbij behorende frequentiespectra weergegeven. 4

7 7 Meetresultaten Tijdens de meting is op beide trajecten gereden met een snelheid van 30, 50 en 80 km/u. Op het traject met de referentie grasbetonblokken is tevens gereden met 60 km/u. Alle resultaten zijn verwerkt zoals beschreven in hoofdstuk 6, en alle resultaten zijn samengevoegd in Tabel 1, Overzicht SPLmax grasbetonblokken. In de tabel is te zien dat het geluiddrukniveau (SPL max ), ter plekke van de beide microfoons, van het grasbetonblok type M (Meander) bij 30 km/u, 8 minder is dan het geluiddrukniveau van de referentie grasbetonblokken. Bij 50 km/u en 80 km/u is een geluidreductie gemeten van meer dan 12 tot waarden van 14. Hierbij moet worden opgemerkt dat de metingen zijn uitgevoerd bij een niet droog wegdek. De situaties van beide metingen, dat is die bij de referentie grasbetonblokken en die van het nieuwe type M (Meander), waren echter gelijk. Het type M (Meander) is niet gemeten bij 60 km/u. Hoewel niet gemeten lijkt een reductie, gebaseerd op interpolatie van de resultaten bij 50 km/u en 80 km/u, van rond de 12 een aannemelijke waarde. Referentie grasbetonblokken Type M (Meander) grasbetonblokken Verschil type M (Meander) t.o.v. referentie Snelheid SPL (1,5 m) SPL (3,0 m) Snelheid SPL (1,5 m) SPL (3,0 m) (1,5 m) (3.0 m) Km/u Km/u 29 71,0 71, ,9 63,1 8, ,4 72, ,0 64,6 8,4 7, ,6 82, ,7 68,3 13,9 13, ,7 83, ,5 69,7 14,2 14, ,5 88, ,5 76,8 13,0 12, ,5 90, ,0 77,5 12,5 12,7 Tabel 1, Overzicht SPLmax grasbetonblokken Omdat het hier gaat om de geluidsafstraling van twee verschillende type grasbetonblokken met elkaar te vergelijken, zijn er ook metingen verricht aan de geluidsafstraling van het asfalt op beide trajecten. Bij deze metingen is met alle vier de wielen over het asfalt gereden om zo het asfalt met elkaar te kunnen vergelijken. Deze resultaten zijn weergegeven in tabel 2, Overzicht SPLmax asfalt. Hierbij is het maximale verschil kleiner dan 1 en het gemiddelde verschil kleiner dan 0.5, hetgeen verwaarloosbaar is t.o.v. de verschillen gemeten tussen de referentie en het nieuwe type M (Meander) grasbetonblok. 5

8 Asfalt bij referentie grasbetonblokken Asfalt bij grasbetonblokken type M (Meander) Snelheid SPL (1,5 m) SPL (3,0 m) Snelheid SPL (1,5 m) SPL (3,0 m) km/u Km/u 29 66,8 66, ,0 67, ,0 71, ,0 72, ,0 78, ,2 78,9 Tabel 2, Overzicht SPLmax asfalt Akoestisch onderzoek bermverharding (Universiteit Twente, Vakgroep Structurele Dynamica en Akoestiek) km/u 50 km/u Referentie Asfalt (bij Referentie) 30 km/u type-meander Asfalt (bij type-meander) Figuur 6. Vergelijking van de metingen op 3[m] hoogte. In de bovenstaande figuur zijn de resultaten grafisch weergegeven. 6

9 8 Conclusie In deze meetsessie, is een serie geluidsmetingen verricht om het verschil in afgestraald geluid vast te leggen tussen een referentie grasbetonblokken en het nieuw ontwikkelde grasbetonblok type M (Meander). De gemeten reductie van het afgestraald geluid van het nieuwe type M (Meander) grasbetonblok, t.o.v. het referentie grasbetonblok, is bij 30 km/u, 8. Bij 50 km/u en 80 km/u is de reductie meer dan 12. De metingen zijn verricht bij een niet droog wegdek en de conclusies uit dit rapport zijn dan ook alleen voor deze situatie geldig. De geluidsreductie is echter dusdanig hoog dat in alle redelijkheid gesteld mag worden dat ook voor een droog wegdek dergelijke hoge reducties gehaald kunnen worden. In figuur 7 zijn alle gemeten SPLmax waarden uitgezet als functie van de snelheid van het voertuig. (In de figuur staat Traditioneel voor het referentie grasbetonblok.) Voor de metingen aan het asfalt is het gemiddelde SPLmax genomen van de microfoon op 1,5 en 3,0 m hoog. Aardig detail is in deze, dat het nieuwe grasbetonblok stiller is dan het asfalt ter plekke. Figuur 7, Overzicht SPLmax (De aanduiding Traditioneel is voor de meting van het referentie grasbetonblok). 7

10 Bijlage 1, Frequentiespectrum van SPLmax in In deze bijlage zijn alle gemeten SPLmax waarden weergegeven met het daar bijbehorende 1/3- octaafband frequentiespectrum. Voor alle grafieken geldt dezelfde legenda (dwz de rode grafiek geeft het spectrum aan van de microfoon op 1.5 m, de gele grafiek is voor de microfoon op 3 m): Grasbetonblokken type-referentie Referentie 29 km/u 1,5 m SPLmax = 71,0 3,0 m SPLmax = 71,7 Referentie 31 km/u 1,5 m SPLmax = 72,4 3,0 m SPLmax = 72,3 Referentie 49 km/u 1,5 m SPLmax = 82,6 3,0 m SPLmax = 82,2 Referentie 50 km/u 1,5 m SPLmax = 83,7 3,0 m SPLmax = 83,8 8

11 Referentie 59 km/u 1,5 m SPLmax = 85,1 3,0 m SPLmax = 85,5 Referentie 60 km/u 1,5 m SPLmax = 86,0 3,0 m SPLmax = 86,4 Referentie 77 km/u 1,5 m SPLmax = 89,5 3,0 m SPLmax = 88,8 Referentie 81 km/u 1,5 m SPLmax = 90,5 3,0 m SPLmax = 90,2 9

12 Asfalt bij grasbetonblokken type Referentie Asfalt 29 km/u 1,5 m SPLmax = 66,8 3,0 m SPLmax = 66,5 Asfalt 50 km/u 1,5 m SPLmax = 72,0 3,0 m SPLmax = 71,8 Asfalt 80 km/u 1,5 m SPLmax = 78,0 3,0 m SPLmax = 78,1 10

13 Grasbetonblokken type M (Meander) Type M (Meander) 30 km/u 1,5 m SPLmax = 62,9 3,0 m SPLmax = 63,1 Type M (Meander) 35 km/u 1,5 m SPLmax = 64,0 3,0 m SPLmax = 64,6 Type M (Meander) 49 km/u 1,5 m SPLmax = 68,7 3,0 m SPLmax = 68,3 Type M (Meander) 50 km/u 1,5 m SPLmax = 69,5 3,0 m SPLmax = 69,7 11

14 Type M (Meander) 79 km/u 1,5 m SPLmax = 76,5 3,0 m SPLmax = 76,8 Type M (Meander) 81 km/u 1,5 m SPLmax = 78,0 3,0 m SPLmax = 77,5 Asfalt bij grasbetonblokken Type M (Meander) Asfalt 30 km/u 1,5 m SPLmax = 67,0 3,0 m SPLmax = 67,2 Asfalt 50 km/u 1,5 m SPLmax = 72,0 3,0 m SPLmax = 72,6 Asfalt 80 km/u 1,5 m SPLmax = 78,2 3,0 m SPLmax = 78,9 12