band/wegdekgeluid: mechanismen en modelvorming dr. ir. Ard Kuijpers M+P Raadgevende ingenieurs bv SilentRoads symposium 27 april 2004 1
Inhoud Opwekking van band/wegdekgeluid Mechanische processen Aerodynamische processen Afstraling Overdracht Invloedsfactoren wegdek Modelvorming SilentRoads symposium 27 april 2004 2
Opwekking band/wegdekgeluid band profiel type breedte (dynamische) stijfheid band/wegdek interactie geluidsafstraling in overdracht absorptie gereflecteerd radiaal tangentieel 'hoorn' effect geabsorbeerd wegdek textuur absorptie mechanische impedantie stromingsweerstand SilentRoads symposium 27 april 2004 3
Mechanische processen (I) band/wegdek interactie radiaal tangentieel Analogie: LP wordt afgetast door naald bron: trilling (v/d naald) overdracht: draad & luidspreker geluid resultaat: geluid naald LP groef oppervlak trilling luidspreker SilentRoads symposium 27 april 2004 4
band/wegdek interactie Mechanische processen (II( II) radiaal tangentieel geluid naald wegdek oppervlak luidspreker SilentRoads symposium 27 april 2004 5
Mechanische processen (II) band/wegdek interactie radiaal tangentieel wegdek oppervlak afgetast door band bron: trillingen in het bandprofiel overdracht & resultaat: band straalt geluid af band wegdek oppervlak geluid trilling SilentRoads symposium 27 april 2004 6
Mechanische processen (III( III) band/wegdek interactie radiaal tangentieel radiale trillingen tangentiële trillingen trillingen wang stick-slip adhesie ( stick-snap ) radiaal tangentieel SilentRoads symposium 27 april 2004 7
Aerodynamische processen band/wegdek interactie radiaal tangentieel air-pumping Helmholtz resonantie kanaal resonantie air-pumping resonantie SilentRoads symposium 27 april 2004 8
Opwekking band/wegdekgeluid band profiel type breedte (dynamische) stijfheid band/wegdek interactie geluidsafstraling in overdracht absorptie gereflecteerd radiaal tangentieel 'hoorn' effect geabsorbeerd wegdek textuur absorptie mechanische impedantie stromingsweerstand SilentRoads symposium 27 april 2004 9
Geluidsafstraling geluidsafstraling 'hoorn' effect Bandtrillingen veroorzaken afstraling geluid Afstraling wordt beïnvloed door: Geometrie van band en voertuig Akoestische impedantie ( absorptie ) van het wegdek Hoorneffect hoorneffect versterking: +20 db SilentRoads symposium 27 april 2004 10
Opwekking band/wegdekgeluid band profiel type breedte (dynamische) stijfheid band/wegdek interactie geluidsafstraling in overdracht absorptie gereflecteerd radiaal tangentieel 'hoorn' effect geabsorbeerd wegdek textuur absorptie mechanische impedantie stromingsweerstand SilentRoads symposium 27 april 2004 11
Overdracht & absorptie in overdracht absorptie geabsorbeerd gereflecteerd Absorptie van het wegdek Laagdikte Porositeit Stromingsweerstand Schermen direct indirect ontvangerzijde SilentRoads symposium 27 april 2004 12
Invloedsfactoren: textuur Betonwegdekken met verschillende steengradering 80 textuur effect: lage frequenties 70 CSD 5/8r CSD 3/5r CSD 2/3r CSD 1/3r LA [db(a)] 60 50 40 125 200 315 500 800 1250 2000 3150 5000 frequency (Hz) SilentRoads symposium 27 april 2004 13
Invloedsfactoren: absorptie Asfaltwegdekken met porositeit/absorptie 80 absorptie effect: midden/hoge frequenties 70 SMA 0/8 Novachip PA 4/8-11/16 typisch microdeklaag LA [db(a)] 60 50 typisch 2-laags ZOAB 40 125 200 315 500 800 1250 2000 3150 5000 frequency (Hz) SilentRoads symposium 27 april 2004 14
Invloedsfactoren: absorptie & hoorneffect Absorptie wegdek zichtbaar in hoorneffect dicht wegdek open wegdek absorptie verminderd versterking SilentRoads symposium 27 april 2004 15
Invloedsfactoren: mechanische impedantie Weg met fijne textuur, met/zonder elastische laag 80 Reductie potentieel: 70 4-6 db(a) sanding paper P24 on elastic layer sanding paper P24 LA [db(a)] 60 50 40 125 200 315 500 800 1250 2000 3150 5000 frequency (Hz) SilentRoads symposium 27 april 2004 16
Invloedsfactoren: samenvatting 80 mech. impedantie-effect absorptie-effect 70 textuureffect LA [db(a)] 60 50 40 125 200 315 500 800 1250 2000 3150 5000 frequency (Hz) SilentRoads symposium 27 april 2004 17
Modelvorming Doelstellingen van modelvorming Begrijpen van fysische processen Ontwerp van stille banden Ontwerp van stille wegdekken SilentRoads symposium 27 april 2004 18
Stand van zaken modelvorming Begrijpen van fysische processen We begrijpen de deelprocessen Modellen geven alleen kwalitatief antwoord Ontwerp van stille banden Presentatie Jan Leyssens Ontwerp van stille wegdekken Modellen voor textuurinvloed Modellen voor akoestische absorptie Modellen voor lokale trillingen in profiel ( air-pumping ) SilentRoads symposium 27 april 2004 19
Modelvorming: ontwerp van stille textuur textuureffect: SPERoN model wegdek Rekenprogramma SPERoN bandprofiel Geluidsniveau bij ontvanger op 7.5m SilentRoads symposium 27 april 2004 20
Modelvorming: ontwerp goede absorptie absorptie-effect: demonstratie SilentRoads symposium 27 april 2004 21
Modelvorming: ontwerp van stille wegdekken textuur: 2 db(a) porositeit: 2 db(a) helmholtz: 0-11 db(a) mechanische impedantie: 2-33 db(a) SilentRoads symposium 27 april 2004 22
Samenvatting Mechanismen: mechanisch en aerodynamisch Invloedsfactoren wegdekken: textuur, absorptie en mechanische impedantie Modellen: textuur- en absorptieinvloed Invloedsfactoren banden: Jan Leyssens (Goodyear Research) SilentRoads symposium 27 april 2004 23