Durisol garso barjerai

Kelių eismo triukšmas ir jo įtaka žmogui

Triukšmas – civilizacijos problema, pasireiškianti visose antropologinės aplinkos plotmėse. Akustinės taršos dydis prilyginamas visuotinei grėsmei. Tai liudija faktas, kad teritorijos, kuriose triukšmas viršija leistinas normas, sudaro daugiau kaip 20 proc. Lenkijos teritorijos. Triukšmo poveikio žmogaus organizmui tyrimų metu nustatyta, kad žmonės neturėtų būti veikiami padidinto triukšmo, nes tai kelia grėsmę jų sveikatai ir gyvenimo kokybei.

Triukšmas nuo 35 iki 70 dB daro neigiamą įtaką žmogaus organizmui paveikdamas jo nervų sistemą. Triukšmas skatina nuovargį, mažina darbo našumą. Be to, šiame triukšmo diapazone sumažėja kalbėjimo suprantamumas, sutrinka poilsio ir miego procesai. Dėl nuolatinio 70 – 85 dB triukšmo negrįžtamai sutrinka klausa. Didesnis kaip 85 dB triukšmas gali sukelti įvairių klausos sutrikimų ir ligų, pvz.: širdies ir kraujagyslių sistemos, nervų sistemos sutrikimų, pusiausvyros sutrikimų.

Leistiną aplinkos triukšmo lygį reglamentuoja 2007 m. birželio 14 d. Aplinkos ministro įsakymas dėl leistinų aplinkos triukšmo lygių [1]. Leistinas kelių ir geležinkelių eismo triukšmo lygis dienos metu, priklausomai nuo vietos, yra nuo 50 iki 65 dB, naktį jis 10 dB mažesnis. Žemiau esančiame paveikslėlyje pateikiami įvairių transporto priemonių skleidžiamo triukšmo pavyzdžiai.

1 pav. Transporto priemonių skleidžiamo triukšmo lygiai, (apytiksliai duomenys)

Kelių eismo triukšmą generuoja:
· automobilių varikliai, kurie skleidžia žemo dažnio garsus,
· kelio danga riedantys transporto priemonių ratai, kurie skleidžia aukšto dažnio garsus.

Didžiausią įtaką kelių eismo triukšmo susidarymui turi automobilių rūšis ir greitis, kelio dangos būklė ir jos drėgnis, eismo intensyvumas ir sklandumas, kelio reljefas, oro sąlygos (pvz., temperatūrų skirtumai, vėjo greitis ir kryptis).

Kelių eismo triukšmo poveikio žmogui mažinimas turi būti įgyvendintas mažinant kelių eismo transporto priemonių skleidžiamą triukšmą, taikant atitinkamus miestų ir kitų objektų planavimo sprendimus bei naudojant apsaugos nuo triukšmo priemones.

Viena veiksmingų apsaugos nuo triukšmo priemonių yra akustiniai ekranai, be kurių nemažai susisiekimo investicijų, dėl neleistino triukšmo lygio, negalėtų būti įgyvendintų.

Akustiniai ekranai – triukšmo mažinimo įrenginiai

Akustinis ekranas, tai dirbtinis barjeras įrengtas garso bangų sklidimo ruože ir užkertantis joms kelią sklisti iš garso šaltinio į nuo triukšmo saugomą teritoriją. Su kliūtimi susidūrusi garso banga iš dalies lieka jos sugerta, iš dalies nuo jos atsimuša ar, eidama pro jos kraštą, užlinksta. Už ekrano esantis ruožas, saugantis nuo neigiamo kelių eismo triukšmo poveikio, tai akustinio šešėlio zona. Ekrano veiksmingumą pirmiausia lemia tai, kokią triukšmo dalį perims ekranas, o kiek triukšmo užlinkus bangai (difrakcijos reiškinys) pateks į akustinio šešėlio zoną. Šiuo atveju svarbiausią vaidmenį atlieka šie veiksniai:
· ekrano padėtis kelio atžvilgiu,
· gavėjo padėtis,
· ekrano aukštis,
· skleidžiamo triukšmo rūšis.
Atsižvelgiant į ekranų akustines savybes, juos galima suskirstyti į garsą atspindinčius, atspindinčius ir išsklaidančius bei absorbcinius. Daugiaaukščiams pastatams apsaugoti naudojami aukšti (5÷8 m) ekranai, o žemiems pastatams (2 arba 3 aukštų) naudojami žemesni (iki 5 m aukščio) ekranai. Akustiniai ekranai yra veiksmingesni, jeigu įrengiami arčiau triukšmo šaltinio. Ekrano veiksmingumą lemia ties ekrano briauna užlinkusios bangos (a+b) ir tiesioginės bangos (c) sklidimo skirtumas (d) – žiūrėti 2 pav.

2 pav. Sistemos „garso šaltinis – gavėjas“ lokalizavimo įtaka akustinio ekrano veiksmingumui.

Garso gavėjas yra akustinio šešėlio zonoje, jei tenkinama ši sąlyga:

2 pav. pateiktame brėžinyje vaizduojamas nepabaigiamai ilgas ekranas. Praktikoje susiduriama su atvejais, kai garso bangos difrakcija pasireiškia ant vertikalių ekrano briaunų, dėl ko sumažėja faktinis ekrano veiksmingumas. Todėl, atsižvelgiant į akustines savybes, projektuojami ir įrengiami ekranai turėtų būti kiek įmanoma ilgesni – be tarpų.

Akustinių ekranų veiksmingumą galima pagerinti įrengiant difraktorius. Difraktoriai, tai triukšmą mažinantys įrenginiai. Jie įtaisomi ant viršutinių ekrano briaunų. Tai garsą sugeriantys ir garso bangos difrakcijos reiškinį slopinantys įrenginiai. Difraktoriai gali būti įvairių formų ir struktūros. Triukšmą akustinio šešėlio zonoje sumažina keliais decibelais.

Akustinių ekranų atrankos kriterijai

Kelių eismo ruože įrengiamų akustinių ekranų projektavimo metu būtina laikytis visapusiško požiūrio. Turi būti atsižvelgta ne tik į ekrano veiksmingumą, tačiau ir į kitus su kelio ruožu, kelio infrastruktūros įrenginiais bei atsparumu agresyvios aplinkos poveikiui (kaimo, pramonės, miesto teritorijos) susijusius faktorius. Pasirenkant ekraną turėtų būti atsižvelgta taip pat į jo estetinius privalumus, pritaikymą prie vietos sąlygų ir aplinkosaugos aspektus.

Ekranai gali būti pagaminti iš betono, plieno, stiklo, keramikos, plastiko, medienos. Mažai urbanizuotose teritorijose akustinius ekranus galima suformuoti iš apželdintų šlaitų ar pylimų. Augalija gali pagerinti dėžių, vazonų ar pintinių pavidalu sukonstruotų segmentinių ekranų savybes, tačiau dažniausiai sutinkamas ekranų tipas yra vertikalių atitvarų ekranai, kurių atitinkamai pritaikytas aukštis ir konstrukcija užtikrina pageidautinas sąlygas akustinio šešėlio zonoje.

Ekrano garso izoliavimo savybės tiesiogiai susijusios su jo mase tenkančia ploto vienetui. Akustiniai ekranai iš betono pasižymi didele garso izoliacija.

Kiti betono akustinių ekranų privalumai, tai jų patvarumas, atsparumas atmosferos veiksnių poveikiui bei nedidelės priežiūros išlaidos. Ekranai iš betono dažniausiai įrengiami iš surenkamų plokščių, kurios gaminamos iš keramzitobetoninių arba medžio skiedrų betono blokelių. Gamybos metu blokeliai naudojami kaip klojiniai betonuojant gelžbetoninius strypus (laikančiuosius plokščių elementus), o eksploatavimo metu, dėl jų gamybai panaudotų medžiagų (keramzitas, medžio skiedrų betonas) ir paviršiaus savybių, padidina ekrano absorbcijos ir atspindėjimo savybes. Blokelių masei dažomosiomis medžiagomis suteikiamos patvarios ir įvairios spalvos, todėl galimi estetiški ir įdomūs sprendimai rengiant ilgas ekranų atitvaras.

Surenkamų Durisol - betoninių akustinių ekranų įrengimo sąnaudos yra reliatyviai nedidelės, jų išlaikymo sąnaudos labai mažos. Didesnių gamybos ir eksploatavimo sąnaudų reikia plastiko, metalo arba skaidrių medžiagų ekranams įrengti.

Urbanizuotose, aukštų pastatų turinčiose teritorijose akustiniai ekranai turi būti atitinkamai aukšti. Paprastai ši sąlyga nesuderinama su reikalavimu pakankamai apšviesti už ekrano esančius pastatus. Dėl šios priežasties, nepaisant didesnių išlaidų, tokiais atvejais būtina panaudoti ekranus iš stiklo arba skaidrių dirbtinių medžiagų. Permatomi ekranai turi būti įrengiami taip pat tais atvejais, kai būtina mažinti triukšmą ant tiltų ir viadukų.

Ekranų aukštį galima sumažinti ant jų viršutinės briaunos įrengiant triukšmą mažinančius įrenginius, t.y. difraktorius. Tyrimai ir patirtis rodo, kad, montuojant pvz., aštuonkampius difraktorius triukšmas už ekrano sumažėja keliais decibelais. Šio poveikio dydis priklauso nuo daugelio veiksnių ir turėtų būti analizuojamas pagal konkrečius vietos ir projektinius sprendimus. Esant vidutinėms sąlygoms galima taikyti prielaidą, kad naudojant difraktorius ekraną galima pažeminti apie 1.0 m. Tai lemia mažesnes investicijos įgyvendinimo sąnaudas ir mažesnį šešėlį už ekrano esančiame ruože. Difraktorių montavimas ant jau įrengtų ekranų gali pasiteisinti padidėjus transporto priemonių srautui.

Be to, atlikdami savo pagrindinę funkciją, t.y. slopindami triukšmą, akustiniai ekranai turi būti saugūs eismo dalyviams ir kitiems netoliese esantiems žmonėms. Akustiniai ekranai neturi skatinti gaisro plitimo. Tuo pačiu, juos įrengiant ir suteikiant tam tikrą pavidalą, turi būti atsižvelgta į priešgaisrinės saugos, įskaitant evakuacijos iš pavojingos zonos, reikalavimus. Įrengtos evakuacinės pervažos ir perėjos turi išsaugoti ekrano triukšmo slopinimo veiksmingumą. Gelbėjimo tarnyboms būtina užtikrinti galimybę patekti į supančią aplinką nelaimingo atsitikimo atveju ir kitoms tarnyboms atliekančioms ekrano ir kelio juostos techninės būklės priežiūros darbus.

Projektuojant ekranus svarbu atsižvelgti į šviesos atspindėjimo poveikį, kad galimi šviesos atspindžiai neapakintų vairuotojų ir nesukeltų pavojaus eismo saugumui.

Durisol sistemos triukšmo mažinimo ekranų apibūdinimas

Kelių, vertikalūs triukšmo mažinimo Durisol sistemos ekranai sudaryti iš surenkamųjų akustinių elementų. Segmentai gaminami iš klojiniams naudojamų medžio skiedrų betono blokelių, armuoto betono, plieno statramsčių iš HEA profiliuočių, kurie yra plokščių šoninė atrama, ir surenkamųjų gelžbetoninių pamatų sijų, iš kurių montuojamas pirmas ekrano sluoksnis– žiūrėti 3 pav.

3 pav. Durisol sistemos akustinis ekranas

Atstumas tarp statramsčių pritaikytas prie nominalių surenkamųjų plokščių ir pamatų sijų ilgių ir yra: 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 m (surenkamųjų elementų ilgiai atitinkamai: 2,96; 3,96; 4,96; 5,96 m). Statramsčiai tvirtinami tiesiogiai pamate, kurį įprastai sudaro mažiausiai 60 cm skersmens gelžbetoniai poliai (gręžti, gelžbetoniniai, monolitiniai poliai). Ant polių paviršių atremiamos surenkamosios 13 cm (ekranams su HEA 160 statramsčiais) arba 15 cm (ekranams su HEA 180 statramsčiais) pločio pamatų sijos. Pamatų sijų aukštis, atsižvelgiant į tarpus tarp statramsčių, gali būti:
· 40 cm – jeigu tarpai yra 3,0 ir 4,0 m,
· 60 cm – jeigu tarpai yra 5,0 ir 6,0 m.
Pamatų sijos yra Durisol garsą izoliuojančių elementų, kurios tarp plieno statramsčių vertikaliai išdėstomos sluoksniais (elementas ant elemento), atramos. Plokštės gali būti 1,0; 1,25; 1,50 m aukščio. Montuojamų elementū tarpusluoksniai sandarinami neoprenine juosta.

Surenkamųjų elementų gamybai naudojami šie medžio skiedrų betono blokelių tipai:
· DSi 25/13/N – abipus lygiu paviršiumi, pastorinta išorine sienele nuo triukšmo pusės,
· DSi 25/13/W – karkasiniu paviršiumi nuo triukšmo šaltinio pusės – nuobliuoti vertikalūs karkasai.

Tuščiavidurių blokų charakteristikos pateiktos lentelėje:

Priklausomai nuo naudojamų blokelių rūšies ir jų paviršiaus apdailos, Durisol elementai pasižymi nevienodomis garsą izoliuojančiomis savybėmis. Aukščiausiu ore sklindančio garso izoliacijos koeficientu DLR = 28dB pasižymi elementai pagamintos iš DSi 25/13N blokelių, kai garso sugerties koeficientas DLα = 11dB. Šiek tiek mažesnė ore sklindančio garso izoliacijos koeficiento reikšmė DLR = 27 pasiekta elementai iš DSi25/13W blokelių bandymų metu, kai garso sugerties koeficientas DLα = 11dB. Galima žymiai pagerintielementų garso izoliavimo savybes priešingoje garso šaltinio pusėje esantį paviršių padengiant dažų, pvz. latekso, sluoksniu – tyrimais įrodyta, kad ore sklindantis garso izoliacijos koeficientas (DLR) padidėja 4 dB.

Poveikiai

Vertikalūs ekranai iš Durisol elementų yra eksploatavimo metu yra veikiami įvairių faktorių, kurių rūšis ir dydį lemia ekrano pavidalas ir vietos reljefo sąlygos. Ekranai yra veikiami vėjo, dinaminių oro slėgio svyravimo jėgų, kurias sukelia judančios transporto priemonės ir nuosava masė. Į juos gali pataikyti iš po transporto priemonių ratų išsprūdę akmenys ar kitos nuolaužos bei, tam tikrais atvejais, atsitrenkti valymo įrenginiais nuo kelio valomas sniegas.

Poveikių dydžio nustatymo principai projektuojant ekranus nurodyti

sniego srautai PN-EN 1794-1:2005 [4].

Garsą izoliuojančių plokščių svoris turi būti svarstomas pagal du variantus.

Sausos būsenos svoris reikalingas elemento akustinei izoliacijai nustatyti, o vidutiniškai šlapios ir šlapios būsenos svoris, tai svarbus parametras projektuojant plokštes bei laikančiosios konstrukcijos elementus. 2 ir 3 lentelėse pateikti deklaruojami Durisol elementų svoriai.

2 lentelė. Vidutinėmis sąlygomis sandėliuojamų Durisol elementų svoriai [kN]

3 lentelė. Durisol elementų svoriai [kN] – didžiausi plokščių svoriai vidutinio įmirkio būsenoje

Aplinkos sąlygos

Prie kelio juostos įprastai pasireiškia agresyvus aplinkos poveikis. Akustiniai ekranai gali būti:
· veikiami atmosferinių kritulių (lietaus, tirpstančio sniego ir ledo) bei vandens garų kondensacijos ant ekrano paviršiaus (labiausiai ant plieno elementų – HEA profiliuočių statramsčių),
· teršiami apsaugos nuo apledėjimo priemonėmis,
· veikiami užterštame ore esančių sieros, azoto ir anglies junginių, esančių išmetamosiose dujose ir kituose šaltiniuose,

Pagal projektinessąlygas trumpiausiasDurisol sistemos akustinių ekranų eksploatavimo laikas yra ne mažiau 30 metų. Šiuo metu pirmieji Durisol akustiniai elementai Europoje eksploatuojami nuo 1977 metų.

Transportavimo ir montavimo įrenginiai

Vertikalioje ir horizontalioje padėtyje gabenančios transporto priemonės turi būti parenkamos atsižvelgiant į tai, kad vieno Durisol sistemos surenkamojo lemento svoris nėra didesnis kaip 25kN.

Pagrindinė gabenimo horizontalioje padėtyje transporto priemonė yra sunkvežimiai su rungais, pritaikyti gabenti tam tikro ilgio surenkamuosius elementus. Sunkvežimio pakrovimo paviršiaus ilgis turi būti mažiausiai 1.0 m ilgesnis už ilgiausią surenkamąjį elementą, pvz.: akustinėms plokštėms, kurių ilgis 4.96 m, pakrovimo ploto ilgis turi būti ne mažesnis kaip 6.0 m. Surenkamieji elementai turi būti taip dėliojami, kad nuo galinės ir priekinės pakrovimo dėžės sienelių liktų nuo 0.5 m iki 1.0 m tarpai. Ši erdvė reikalinga montuotojams, ruošiant elementų pakabas, kad jas galima būtų keltuvu/kranu perkelti į jų įrengimo vietą.

Garsą izoliuojantys elementai sunkvežimiuose turi būti statomos vertikaliai, t.y. jų konstrukciją atitinkančiu būdu. Sunkvežimiai, kuriais transportuojamos garsą izoliuojantyselementai, turi turėti rungus – rungų tvirtinimo angos turi būti transporto priemonės pakrovimo paviršiaus centre. Rungai apsaugo surenkamuosius elementus jų gabenimo ir montavimo metu.

Elementų sandėliavimas

Atitinkamai paruošti ir sumontuoti Durisol sistemos akustinių ekranų elementai yra patvarūs net esant nepalankioms aplinkos sąlygoms. Šie elementai turi būti sandėliuojami ne labiau nepalankiomis aplinkos, nei jų eksploatavimo metu, sąlygomis. Akustinių ekranų elementai turi būti laikomi ant lygaus, sutvirtinto pagrindo, apsaugoto nuo kritulių vandens telkimosi – ši rekomendacija taikoma taip pat laikinai laikant statybvietėje, jeigu surenkamųjųelementųmontavimas tiesiogiai iš horizontalia padėtimi gabenančių transporto priemonių negalimas. Durisol akustinės garsą izoliuojantys elementai turi būti pastatyti vertikaliai (jų įrengimo padėtimi) ir apsaugoti, kad sandėliavimo metu neparvirstų ir nenuslinktų. Draudžiama garsą izoliuojančius elementus dėstyti horizontaliai (gulsčiai), nes tai gali pažeisti surenkamuosius elementus.

Jeigu kuri nors HEA statramsčių dalis neapsaugota nuo korozijos, ilgalaikio sandėliavimo metu turi būti padengta atitinkama danga. HEA profilius būtina sandėliuoti ant tarpiklių apsaugančių nuo antikorozinių dangų pažeidimo.

Transportavimo rekomendacijos

Durisol sistemos elementai turi būti apsaugoti nuo pažeidimų transportavimo metu. Garsą izoliuojančius elemetus būtina diržais pritvirtinti prie rungų. Galima naudoti centrinius „Durisol“ rungus.

Iškrovimas pradedamas nuo išorėje esančių plokščių – link viduryje esančių elementų. Elementą nuo rungo atkabinti galima tik tuomet, kai bent ant vieno ankerio yra pritvirtinta pakaba. Kitas elementas (esantis už gabenimui paruoštos plokštės) turi būti pritvirtintas prie centrinio rungo, pvz. „Durisol“ tipo, kad neparvirstų arba nenusmuktų. Kiekvienu transportavimo etapo metu garsą izoliuojantys elemetai turi būti laikomi vertikalioje padėtyje – kaip bus įrengtos ekrane. Optimalus variantas yra pamatų sijas ir akustines garsą izoliuojančias plokštes montuoti tiesiogiai iš transporto priemonių.

Plieninius HEA statramsčius pakrovimo paviršiuje rekomenduojama dėstyti ant minkštų tarpiklių, šitaip arba kitu būdu juos apsaugant, kad gabenimo metu nepersistumtų, o antikorozinės dangos būtų apsaugotos nuo pažeidimų.

Montavimo etapai ir reikalavimai

Durisol sistemos akustinių ekranų įrengimo tvarka:
· gelžbetoninių pamatų įrengimas,
· plieninių HEA statramsčių montavimas – jeigu statramsčiai tvirtinami tiesiogiai pamate, jie turi būti sustatyti prieš betonuojant pamatus,
· statramsčių sustatymo ir pamatų paviršiaus lygio kontrolė,
· surenkamųjų gelžbetoninių pamatų sijų įrengimas ir viršutinės briaunos lygio patikra – tvirtinimas HEA profiliuočių varžtais,
· kitų garsą izoliuojančių plokščių sluoksnų montavimas naudojant neopreninius tarpiklius ir tvirtinant varžtais.

Dėmesio: Prieš montavimo darbus būtina patikrinti ar akustinio ekrano elementas nėra pažeistas. Pažeisti elementai neturi būti naudojami.

Trumpiausias laikas nuo pamato betonavimo iki HEA statramsčio ir kitų ekranų surenkamųjų elementų montavimo turi būti nurodytas vykdomajame įrengimo projekte.

Dėl elementų matmenų leistinų nuokrypų atstumas tarp statramsčių turi būti užlaikytas ±10 mm tikslumu, o didžiausias leistinas vertikalaus statramsčio išsilenkimas neturi būti didesnis kaip 3 mm/metrui ir ne didesnis kaip 10 mm visam statramsčio aukščiui.

Surenkamosios pamatų sijos, po to garsą izoliuojančios plokštės turi būti tolygiai iš abiejų statramsčio pusių įmautos į HEA profiliuočius. Optimaliu gali būti laikomas montavimo būdas, kurį taikant surenkamųjų elementų sluoksnių skaičius iš abiejų statramsčio pusių skiriasi ne daugiau kaip 1. Surenkamuosius gelžbetoninius elementus įmaunant į HEA profiliuočius, rekomenduojama naudoti elastinius tarpiklius, siekiant apsaugoti antikorozines dangas ir tvirčiau prie statramsčių pritvirtinti plokštes. Detalios surenkamųjų plokščių elementų transportavimo rekomendacijos pateiktos 6.3. skyriuje. Jeigu montavimo vietoje yra orinės elektros linijos, (mažiausias nuotolis nuo gabenamo elemento mažesnis kaip 4.0 m), montavimo darbų laikotarpiui turi būti išjungtas elektros tiekimas pavojaus ruože.

Pastabos ir papildomos rekomendacijos

Leier gamyklinėse įmonėse gaminamos Durisol sistemos triukšmo mažinimo plokštės paženklintos CE ženklu.

Durisol sistemos akustiniai ekranai – kelių eismo triukšmo mažinimo įrenginiai skirti naudoti kelio juostų, išskyrus tiltus, viadukus ir tunelius.

Naudojant Durisol sistemos akustinių ekranų elementus kituose projektiniuose sprendimuose (netipiški sprendimai, pvz.: Durisol sistemos su kitų sistemų statramsčiais), turi būti atlikti kontroliniai skaičiavimai.

Iš esmės Durisol sistemos akustinės apsaugos ekranų elementai nereikalauja priežiūros.

Kartą per metus rekomenduojama atlikti apžiūrą, kurios metu būtina atkreipti dėmesį į: įtrūkimus, kurie gali turėti įtakos surenkamųjų lementų laikomajai jėgai arba patvarumui (plokštės, pamatų sijos), persistūmimus ant atramų, dėl ko gali sumažėti plokščių ir pamatų sijų atramos ant statramsčių veiksmingumas, nevienoda pamatų sijų atrama, dėl ko plokščių jungties vieta tampa nesandari, pakitimai statramsčių atramos ant pamatų vietose, keliantys nesaugaus įtvirtinimo grėsmę.

Turi būti atsižvelgta į tai, kad dalis akustinių ekranų pažeidimų gali atsirasti dėl vandalizmo aktų.

Konstatavus akustinių ekranų elementų pažeidimus, būtina nedelsiant atlikti tolesnius, su pažeidimų pašalinimu susijusius veiksmus.