Nawierzchnię poroelastyczną, która przyczynia się do redukcji poziomu hałasu toczenia pojazdów nawet o 10 decybeli, opracowali naukowcy z Politechniki Gdańskiej i Politechniki Białostockiej. Prace sfinansowało Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.
Nie w każdym miejscu można ustawić ekrany akustyczne, ale każdy chciałby mieszkać w cichej i spokojnej okolicy. Naukowcy poszukują takiej mieszanki mineralno-asfaltowej do warstwy ścieralnej nawierzchni drogowych, która ograniczyłaby ujemny wpływ transportu na środowisko.
Hałas od jadących pojazdów decyduje o poziomie hałasu w otoczeniu tras drogowych. Naukowcy, inżynierowie mechanicy i producenci opon pracują nad ich optymalizacją z akustycznego punktu widzenia, a my drogowcy pracujemy nad nawierzchniami – mówi prof. Władysław Gardziejczyk, dyrektor Instytutu Inżynierii Lądowej na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej.
To właśnie ta jednostka wraz z z Politechniką Gdańską opracowała i opatentowała bezpieczną, proekologiczną poroelastyczną nawierzchnię drogową, która redukuje hałas toczenia pojazdów do 10–12 dB w porównaniu z typowymi rozwiązaniami. Po półtora roku jej użytkowania poziom emitowanych dźwięków był wciąż niższy, o 7–8 decybeli.
To duże osiągnięcie, chociaż potrzebne są prace nad trwałością konstrukcyjną nawierzchni poroelastycznej. Ponieważ mieszanki poroelastyczne charakteryzują się co najmniej 20-proc. zawartością wolnych przestrzeni, to wymagają zastosowania wysokomodyfikowanych asfaltów i odpowiednich stabilizatorów, aby poprawić trwałość warstw o takiej strukturze – wyjaśnia prof. Gardziejczyk.
Składy mieszanek poroelastycznych, badania wytrzymałościowe oraz technologię ich wytwarzania i wbudowania w nawierzchnię opracował zespół z Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej we współpracy z Firmą Budowlano-Drogową MTM SA z Gdyni. Badania laboratoryjne i terenowe wodoprzepuszczalności, współczynnika pochłaniania dźwięku, właściwości przeciwpoślizgowych oraz maksymalnego poziomu hałasu toczenia pojazdów na odcinkach testowych były wykonywane przez zespół z Politechniki Białostockiej. Zespół z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa z Politechniki Gdańskiej wykonał badania oporów toczenia, palności nawierzchni oraz maksymalnego poziomu hałasu opona/nawierzchnia. Partner komercyjny odpowiadał za produkcję i wykonanie nawierzchni na odcinkach testowych.
Wyniki badań laboratoryjnych naukowców z Politechniki Białostockiej i Politechniki Gdańskiej stanowiły podstawę przy podejmowaniu decyzji o wyborze mieszanek poroelastycznych do wbudowania w nawierzchnię. Na odcinkach testowych w Gdyni, na drodze wewnętrznej przy Muzeum Techniki Wojskowej w Dąbrówce oraz na ul. Galaktycznej w Gdańsku, testowano różne warianty wykonania warstwy ścieralnej z mieszanki poroelastycznej. Wyniki badań terenowych były podstawą do ustalenia ostatecznego składu mieszanek poroelastycznych do wbudowania w górnej warstwie nawierzchni na ul. Spokojnej w Kartoszynie.
Badania wykazały, że nawierzchnia poroelastyczna przyczyniła się do obniżenia maksymalnego poziomu hałasu toczenia pojazdów samochodowych o około 10 decybeli w porównaniu do nawierzchni z betonu asfaltowego czy SMA – zaznacza prof. Gardziejczyk. – To wartość bardzo znacząca, gdyż nowe nawierzchnie porowate, traktowane jako nawierzchnie ciche, redukują poziom hałasu zaledwie o 5-6 decybeli.
Do wytworzenia materiału do nawierzchni naukowcy wykorzystali granulat gumowy ze zużytych opon samochodowych. Rozwiązanie to nie dość, że chroni środowisko, to dodatkowo przyczynia się do zwiększenia elastyczności nawierzchni, obniżając tym samym poziom hałasu wynikający z uderzeń opony. Poroelastyczna kompozycja mineralno-asfaltowa do warstwy ścieralnej nawierzchni drogowych to także większe zabezpieczenie przed ewentualnymi skutkami rozlania paliwa na drodze.
Palność nawierzchni jest szczególnie istotna na przykład w tunelach. Podczas wypadku w tunelu, wylewające się z pojazdu paliwo na zwykłej nawierzchni bardzo często jest przyczyną pożaru. W przypadku warstwy poroelastycznej, paliwo jest przejmowane przez strukturę tej warstwy i w tym czasie osoby uczestniczące w wypadku są w stanie opuścić pojazd bez narażenia na oparzenia czy nawet śmierć – podkreśla prof. Gardziejczyk.
Z uwagi na jej trwałość konstrukcyjną oraz bardziej złożone wymagania przy produkcji i ułożeniu, mieszanki poroelastycznej nie można stosować na wszystkich drogach. Jednak w szczególnych miejscach, które wymagają zdecydowanego obniżenia poziomu hałasu od ruchu drogowego i gdzie nie można wybudować ekranów akustycznych, zastosowanie tej mieszanki będzie dobrym rozwiązaniem.
Projekt realizowany był w ramach konkursi „Nowoczesne technologie materiałowe – TECHMATSTRATEG1” finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju”.
Agnieszka Sakowicz-Stasiulewicz
O, i to są badania! Nie jakieś wymysły z elementem nowości wielkości główki od szpilki, byle tylko umieścić w wysokopunktowanym a spsiałym czasopiśmie, gdzie zbyt mądrych rzeczy nie wolno wysyłać, bo recenzent nie zrozumie a czytelnicy nie zacytują. To są pewnie ciekawe rzeczy pod względem matematycznym, materiał o niejednorodnej strukturze, który ma pochłaniać energię akustyczną. I przede wszystkim można mieć czyste sumienie, że się uczciwie zapracowało na pieniądze i ktoś będzie miał z tego pożytek - pod warunkiem oczywiście, że to jest solidnie zrobione i że jakąś przyzwoita wytrzymałość zostanie osiągnięta - bo to pierwsza wątpliwość, która się narzuca.