A cikk szerzője:

Dr. Augusztinovicz Fülöp egyetemi tanár
BME

Csortos Gabriella PhD-hallgató
BME

Dr. Kazinczy László egyetemi docens
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Út- és Vasútépítési Tanszék

A vasúti közlekedés zajvédelme (1. rész) – Kutatás-fejlesztés

A MÁV Zrt. és a BME Út és Vasútépítési Tanszék között 2015-ben hároméves kutatás-fejlesztési szerződés jött létre „A vasúti közlekedési zajvédelem pályavasúti vonatkozásainak laboratóriumi és helyszíni vizsgálatai” címmel. A kutatás eredményeit háromrészes cikksorozatban tesszük közzé. Célunk, hogy a vasúti szakemberek átfogó képet kapjanak a vasúti infrastruktúra zaj- és rezgéshatásairól, azok csökkentésének módjairól és a műszaki megoldások lehetőségeiről.

Bevezetés

A vasúti közlekedés által kibocsátott zaj és rezgés keletkezésének, terjedésének okai, valamint a zajcsillapítás megoldása igen összetett kérdéskör, jelenleg is számos kutatás tárgyát képező téma. Éppen ezért hazánkban még nincs a zaj- és rezgés­csökkentésre vonatkozó tervezési segédlet, amely egy-egy pályaszakasz akusztikai tervezéséhez nyújtana segítséget, egységes elméleti szemlélet alapján.
Nem áll rendelkezésre egységes modell sem, amelyben vizsgálni lehetne a különböző megoldásokat egyenként vagy akár egymással kombinálva. Ilyen módon jelenleg nem tudunk választ adni olyan kérdésekre, hogy egyes beavatkozások (akár a felépítményi rendszerbe, akár egyéb alkalmas módon) miként befolyásolják a keletkezett zaj és rezgés mértékét. A különböző felépítményi rendszerek, az eltérő típusú, minőségű, korosságú járművek olyan szerteágazó bemeneti paramétereket jelentenek a zajok és rezgések kialakulása során, hogy egyelőre nem létezik egyetlen, univerzális megoldás a pályaépítést illetően.
A téma kidolgozása során azokat a hatékony eljárásokat, intézkedéseket kerestük a pályaszerkezet oldaláról, amelyek a vasúti közlekedés zaj- és rezgéskibocsátásának csökkentését szolgálják. A kutatási munka fő célja a zaj- és rezgéscsökkentő megoldások egységes szemléletű rendszerbe foglalása volt. Számos beavatkozási lehetőséget az általunk megépített kísérleti szerkezeten, laboratóriumi körülmények között vizsgáltunk, és ezeket helyszíni mérésekkel is kiegészítettük. A mérési eredményeket, tapasztalatokat további két cikkben ismertetjük.

A vasúti infrastruktúra zaj- és rezgéshatásai

A zaj akaratunk ellenére a mindennapi élet velejárójaként keletkező nemkívánatos vagy túl intenzív hangjelenség. Fizikai értelemben az történik, hogy a rugalmas közeg, szilárd testek, gázok és folyadékok mozgása, rezgése során az azt kiváltó mechanikai energia egy része hullámok formájában távozik, hangenergiává alakul. A vasúti zaj nagy amplitúdójú rezgés, különböző frekvenciájú, periodikus és véletlen hangok keveréke. A hangnyomás mértékegysége a decibel (dB). Az emberi hallás frekvenciafüggőségének a modellezésére az A súlyozó szűrőt használják. Ennek segítségével mért zajszint az A-hangnyomásszint, a decibel A (dBA). A környezet zajszintje a hallásküszöb (0 dB) és a fájdalomérzet (110–120 dB) között mozog. A fül által érzékelt zajok frekvenciája 20 és 20 000 Hz közé esik. Az emberi hallás (és az azt szimuláló szabványos A-szűrő) 1000–3000 Hz-es hangmagasságokra a legérzékenyebb, mélyebb hangok tartományában fülünk egyre érzéketlenebb. A hangnak az érzékelhető, emberre gyakorolt hatása egyszerre függ objektív és szubjektív tényezőktől: a rezgés fizikai tulajdonságaitól, a zaj-, illetve rezgésterhelésnek kitett személyek állapotától és az éppen folytatott tevékenységtől. A tényleges zaj ezek összhatásából alakul ki, de függ az észlelés helyétől, annak beépítettségétől is [1].
A vasúti forgalom által gerjesztett zaj kétféleképpen jelentkezik: a vágány környezetében hallható léghang (zajkibocsátás), illetve a vágány közelében lévő épületekben észlelhető testhang (rezgésgerjesztés) formájában. A vasúti pálya-jármű rendszerben az elsődleges zajforrás a jármű (meghajtás, sín-kerék kapcsolat), azonban a pálya elemeinek kialakítása, minősége és pillanatnyi állapota is befolyásolja a zaj kialakulását, a zajterhelés nagyságát. A rezgés szorosan kapcsolódik a zajhoz, hiszen mindkettő a környező közeg hullámmozgása, míg a zaj csak a levegőben, addig a rezgés általában a talajban vagy épületekben, illetve egyéb szerkezetekben terjed. A vasúti eredetű rezgési frekvenciák legfeljebb néhány 100 Hz-ig jelennek meg, de ebből a 80 Hz feletti komponenseket általában már nem érzékeljük.
A vasúti zaj- és rezgésforrásokat két részre kell bontani: egyrészről a pálya (felépítményi elemek típusa), másrészről pedig a jármű (gördülőállomány jellemzői) állapotából származó okokra. Más-más szerkezeti elemekből áll a pálya és a jármű, amelyeknek különböző, közlekedésre vonatkozó befolyásoló tényezői vannak. Fontos megemlíteni ugyanakkor, hogy az eredő zajt nemcsak a kétféle forrás együtt, hanem ezek kölcsönhatása is befolyásolja.
A vasúti közlekedés során fellépő leggyakoribb zajforrások: indulási, fékezési, elhaladási, gördülési, aerodinamikai, továbbá gépészeti/járműszerkezeti zajok (1. ábra). Ide sorolható még a kis sugarú ívekben fellépő csikorgás és kitérőn vagy kitérőcsoportokon történő áthaladáskor a többletzajterhelés is.

1. ábra. A vasúti közlekedési zaj [2]
A zajforrások a járművek sebességének függvényében is osztályozhatók: 60 km/h-ig a motorok, hajtóművek, szellőzők és a felépítmények zajai, 300 km/h-ig a gördülési zajok meghatározóak, mintegy 300 km/h sebességtől pedig az aerodinamikai zajok jelentősége növekszik.
A szerelvények meghajtását biztosító gépészet zajcsillapítása is szükséges, ennek megoldása jármű-, illetve gépészmérnöki feladat. A nagysebességű pályák és vonatok esetében számottevő aerodinamikai zajforrások csökkentése pedig az áramlástechnika témakörébe tartozik. Pályavasúti szempontból viszont a kerék és a sín dinamikus kölcsönhatásából eredő gördülési zaj a meghatározó. A pálya építésével és karbantartásával csak ennek a rész-zajforrásnak a csökkentésére van lehetőség, így a kutatás-fejlesztési projekt keretében is a járművek gördülésének hatásaival foglalkoztunk. Fontos, hogy ezáltal csak kisebb mértékű csillapítás érhető el, mivel egy szerelvénynek számos más zajforrása is van, amelyek együttesen határozzák meg a vasúti közlekedés eredő zajszintjét.

A cikk folytatódik, lapozás:1234Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Debreceni Egyetem MÉKK, Pannon Egyetem GK: Globális környezeti problémák és fenntartható fejlődés modul. Környezetgazdálkodás. A zaj jellemzői és egészségügyi hatása. Előadás. TÁMOP 4.1.2-08/1/A-2009-0032 számú projekt.
  • [2] Buskó András: Anomáliák a vasúti zaj­védelem területén. OPAKFI Zajvédelmi Szeminárium, előadás, 2015. október 14–16.
  • [3] Dawn, T. M. and Stanworth, C. G.: Ground vibrations from passing trains. Journal of Sound and Vibration, Vol. 66. No.3. pp. 355–362. (1979).
  • [4] Ludvigh Eszter: Vasúti környezetvédelem. BME UVT, Közlekedési Környezetvédelem c. tantárgy előadási jegyzet, 2., bővített kiadás, Budapest (2003).
  • [5] Buskó András: Tervezett védelem a zajok ellen. Vasutas Magazin 67. évfolyam. 2017. február, 26. o.
  • [6] ISO 3095:2013 Acoustics – Railway applications – Measurement of noise emitted by railbound vehicles.
  • [7] MSZ EN ISO 3095:2013 Akusztika. Vasúti alkalmazások. Sínpályához kötött járművek zajkibocsátásának mérése.
  • [8] Common Noise Assessment Methods in Europe (CNOSSOS-EU) – JRC Reference Report, EUR 25379 EN. Luxembourg, az Európai Unió Kiadóhivatala, 2012, ISBN 978-92-79-25281-5.
  • [9] A Bizottság (EU) 2015/996 Irányelve (2015. május 19.) a 2002/49/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv szerinti közös zajértékelési módszerek meghatározásáról. Az Európai Unió Hivatalos Lapja, L 168/1-822, 2015.7.1.
  • [10] Anon: Tanulmány a stratégiai zajtérképek készítéséhez kidolgozott közösségi zajszámítási eljárás (CNOSSOS) hazai bevezetésének feltételeiről, feladatairól. Budapest, 2017.
  • [11] A kormány 106/2017. (IV. 28.) Korm.rendelete a környezeti zaj értékeléséről és kezeléséről szóló 280/2004. (IX. 20.) Korm.rendelet módosításáról.
  • [12] A kormány 1237/2017. (IV. 28.) Korm.határozata egyes stratégiai zajtérképek és zajcsökkentési intézkedési tervek hiánya miatt indított kötelezettségszegési eljárás megszüntetéséhez szükséges intézkedésekről.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2018 / 1. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©