Støjreducerende vejbelægningers akustiske holdbarhed Civilingeniør Jacob Storm Jørgensen jasj@ramboll.dk En støjreducerende vejbelægning har ikke den samme støjreducerende effekt i hele belægningens levetid. Vejbelægninger støjklassificeres ved en testmåling indenfor de første måneder efter udlægning, når den støjreducerede effekt er størst. Det er der mange gode grunde til, men over tid giver klassificeringen ikke et retvisende billede af støjforholdene hos vejens naboer. Dette indlæg diskuterer problemstillingen og peger på mulige løsninger Dette indlæg er resultatet af mit speciale som civilingeniør i miljøteknologi på SDU. I forbindelse med projektet har jeg foretaget målinger på Øster Søgade i København, hvor Vejteknisk Institut har udlagt en teststrækning med forskellige typer tolags drænasfalt. Målinger og resultater er fra foråret 2008. Vejtrafik er langt den største synder, når man ser på den eksterne støjproblematik. Alle påvirkes af vejtrafikstøj, og over ¼ af danskerne bor i et støjbelastet område, hvilket svarer til over 700.000 boliger. 1 Vejtrafikstøj er en kompliceret størrelse, da det er sammensat af mange forskellige støjkilder. Den primære støjkilde i langt de fleste tilfælde er dæk- vejbanestøjen. Den opstår i forbindelse med dækkets kontakt med vejbelægningen. De største kilder til dæk- vejbanestøjen er vibrationer i dækket og luftpumpning. Dette giver en støj med en A-vægtet frekvenstop ved ca. 1000 Hz, se figur 1. En måde at begrænse dæk- vejbanestøjen er ved at udlægge støjreducerende vejbelægninger. En asfalt kan gøres mere støjreducerende ved at gøre overfladen mere jævn, og på denne måde mindske vibrationsstøjen. En jævn tæt belægning giver i sig selv ikke den store støjdæmpning, da den kan være med til at øge støjen fra luftpumpning. For at opnå en mærkbar dæmpning, skal den jævne belægning kombineres med en større porøsitet, det vil sige flere og større hulrum i belægningen, dette kan mindske luftpumpningen og øge lydabsorptionen. Dermed er de to vigtigste kilder til dækvejbanestøjen reduceret, og man opnår en reduktion af støjen ved frekvenser omkring 600 Hz og op. I figur 1 er denne dæmpning vist for mine målinger på Øster Søgade. Jeg har målt på 3 typer af tolags drænasfalt (DA) med forskellig tykkelse og kornstørrelse. Jeg har også målt på en tæt referencebelægning (AB8t). 1 Forslag til strategi for begrænsning af vejtrafikstøj, Vejstøjgruppen, November 2003.
Frekvensspektre total trafik 70 60 50 LAeq (db) 40 30 AB8t DA5-90 DA5-55 DA8-70 20 10 0 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000 6300 10000 Frekvens (Hz) Figur 1: Frekvensspektre for total trafik (alle køretøjer i ca. 15 min) pr. 1/3 oktavbånd. Skiltet hastighed på 50 km/t. Øster Søgade, april 2008. Støjreducerende vejbelægning er en anerkendt metode til dæmpning af vejtrafikstøj. Det er dog svært at oplyse den eksakte støjdæmpning i forbindelse med udlægning af støjreducerende vejbelægning, da belægningen ændre sig med tiden, og oftest helt eller delvist mister den støjreducerende effekt med tiden. Udviklingen skyldes primært tilstopning af belægningen, men også nedbrydning i form af stentab giver øget støjemission. Udviklingen afhænger af mange forskellige parameter (belastning, hastighed, udlægning, vejr, vedligeholdelse mv.), og udviklingen er derfor unik for den enkelte belægning. Der ses dog en generel stigning i støjemissionen med tiden, og den er størst for porøse belægninger. I figur 2 har jeg forsøgt at skitser en typisk udvikling for en tæt referencebelægning og en porøs støjreducerende belægning. Det fastsatte referenceniveau, der er indtegnet i figur 2, viser den værdi, der anvendes til støjberegninger, hvis ikke andet er oplyst; svarende til en 2 år gammel tæt asfaltbeton.
Figur 2: Skitse af et typisk forløb af to typer vejbelægning, en støjreducerende og en tæt referencebelægning Der er selvfølgelig forskel på de forskellige typer af støjreducerende belægninger. Støjreducerende tyndlagsbelægning giver en mindre dæmpning i starten, men den akustiske udvikling er oftest også mindre stejl, dvs. den støjreducerende effekt aftager langsommere. Drænasfalt kan give stor reduktion i starten, men støjemissionen stiger typisk også hurtigere med årene, som det ses i eksemplet fra Øster Søgade. Øster Søgade er en strækning, hvor Vejteknisk Institut har fortaget årlige målinger af støjen, og der ses en tydelig ændring i støjemissionen med tiden, både for tolags drænasfalt, men også for referencebelægningen. Som det kan ses i figur 3 er der en meget tydelig udvikling over de første 8 år, denne udvikling ses på trods af rensning ved højtryksspuling af belægningen 2 gange årligt. Det kraftige fald i støjemissionen efter 7 år, skyldes en udskiftning af det øverste finkornede lag. Vejteknisk Institut har på grundlag af målingerne for de første 8 år givet et bud på, hvordan udviklingen vil se ud med en belægningslevetid på 14 år, se figur 3.
Figur 3: Regressions linier for referencebelægning AB8t(reference) og for de 3 typer af tolags drænasfalt(tlpa), indtegnet referenceniveau udregnet i Nord2000 og gennemsnits reduktionen(3,0 db) over 14 år i forholdet til Nord2000. Eksempelet fra Øster Søgade viser, at det har stor betydning, hvornår man laver en måling til klassificering af belægningens støjreducerende effekt. Hvis man bruger SRS-klassificeringen 2 og måler et par måneder efter udlægning og sammenligner med Nord2000 reference giver det en dæmpning på over 7 db, hvilket er en belægning i støjklasse A. Venter man med at måle til et par år er reduktion ca. 6 db, hvilket er støjklasse B. Bruger man en gennemsnits reduktion, er reduktionen 3 db, og belægning ligger derfor på grænsen til overhovedet at blive klassificeret som støjreducerende. Det kan nu overvejes om en tolags drænasfalt kan sælges som støjreducerende asfalt i støjklasse A, når dette måske kun er gældende for det første år efter udlægning; og det er kun tilfældet når man sammenligner med en fastlagt reference. En ny referencebelægning kan også i en vis grad virke støjreducerende lige efter udlægning ved denne klassificering, da støjemissionen også her udvikler sig med tiden. Jeg vil derfor konkludere at SRS-klassificeringen ikke er retvisende for hele belægningens levetid. Det mest rigtige vil nok være at bruge den gennemsnitlige dæmpning, men det vil betyde, at det vil være praktisk umuligt at få en belægning klassificeret i støjklasse A ved den nuværende inddeling. SRS-klassificeringen er kun gældende for nye støjreducerende slidlag, men bruges også til andre typer af belægning. Der er forskellige måder at forbedre klassificeringen, men det er åbenlyst, at man på en eller anden måde skal have den akustiske udvikling med i klassificeringen for at få et mere retvisende billede af virkeligheden. Dette er dog svært at indregne i praksis. Jeg er kommet frem til følgende løsningsforslag på problemet med akustisk holdbarhed. Opsamling og forsat måling på forskellige belægningstyper over hele deres levetid, så det bliver muligt at opstille en standard udvikling for hver belægningstype. Dette vil kræve et stort datagrundlag, som vil være ressourcekrævende og dyrt at opbygge. 2 SRS (StøjReducerende Slidlag) klassificeringen er en metode til at klassificere nye støjreducerende vejbelægninger. Belægningerne kan klassificeres i tre støjklasser (A, B og C), hvor A er en særligt støjreducerende belægning, der reducere mere end 7 db(a), og støjklasse C er en støjreducerende belægning med en støjreduktion på 3 til 5 db(a).
Klassificering efter 2 års drift, fordi den akustiske udvikling er oftest størst de først par år efter udlægning. Denne udvikling vil man kunne tag højde for ved at stille krav til den testede belægnings alder. Dette kunne eventuelt ske som en form for garanti ordning, hvor producenten efter 2 år efterviser at belægningen lever op til den lovede klassificering. Det er svært at indføre en ny klassificering, der indregner den akustiske holdbarhed, især da den i langt de fleste tilfælde vil føre til en dårligere klassificering. Men det vil give myndighederne og borgerne et mere retvisende billede af, hvad man kan forvente i forbindelse med udlægning af støjreducerende vejbelægning. Hvis man i fremtiden kunne klassificere ud fra en gennemsnitlig dæmpning, vil man også kunne bruge klassificeringen i fremtidig støjkortlægning. Som et minimum bør man i produktinformationen for en støjreducerende vejbelægning tage stilling til den akustiske udvikling. Indendørs støjniveau I forbindelse med mit projekt har jeg også set på forskellen mellem det udendørs og det indendørsniveau ved udlægning af støjreducerende asfalt. Udregningerne viser, at det er oktavbåndet ved 250 Hz, som er dominerende for støjen indendørs ved et lukket termovindue. Mine målinger på Øster Søgade viser en udendørs dæmpning på op til 6 db ved total trafik ved brug af tolags drænasfalt. Ser man på den dæmpning, man vil opleve indendørs ved lukkede vinduer giver det kun en dæmpning på 2 db. Støjreducerende belægninger dæmper kun frekvenser over 600 Hz, og det dominante frekvensbånd indendørs ligger lavere, derfor er effekten af støjreducerende belægninger ikke så store indendørs. Figur 4: Illustration af forskellen for totaltrafik på udendørs facadeniveau, og indendørsniveau ved et lukket termovindue. Man bør derfor overveje, om det er indendørs eller udendørsstøj, man ønsker at dæmpe, når man overvejer at anvende støjreducerende vejbelægning. Dette er selvfølgelig kun gældende, hvis man regner på lukkede vinduer, når man åbner vinduet vil man opleve den fulde dæmpning. Dette indlæg bygger på undersøgelser og litteraturstudie i mit afgangsprojekt som civilingeniør i Miljøteknologi. Projektet er udført i foråret 2008, under projektet havde jeg plads hos Akustik og Støj,, hvor jeg efterfølgende er blevet fastansat. I projektforløbet havde jeg kontakt med Vejteknisk Institut, Jørgen Kragh og Hans Bendtsen, der hjalp med litteratur og faglig sparring.