Hiện nay đất nước ta đang trong quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa nên có rất nhiều đô thị mọc lên. Nhiều hoạt động kinh tế xã hội đều tập trung về đô thị, dân số cũng sẽ tăng thêm cùng với sự phát triển đô thị đó. Cùng với sự phát triển của các đô thị, con người phải đối mặt với rất nhiều áp lực từ môi trường xung quanh mà họ đang sống. Một trong những áp lực mà họ không nhận ra đó là tiếng ồn trong các đô thị. Trong đó tiếng ồn giao thông có ảnh hưởng rất lớn góp phần tạo ra tiếng ồn trong đô thị. Tiếng ồn giao thông tạo nên bởi sự cộng hưởng từ hoạt dộng của các công trình xây dựng, khu vực tập trung đông người như nhà ga, trường học, quảng trường… Nhưng chủ yếu vẫn đến từ hoạt động của các phương tiện vận tải như tiếng còi xe, rú ga, tiếng phanh xe, tiếng ồn do dộng cơ, do ống xả, tiến do rung động các bộ phận của xe, do sự tương tác giữa lốp xe và mặt đường, do loại phương tiện, lưu lương giao thông, tốc độ xe chạy… Trước đây tiếng ồn không được con người quan tâm lắm vì họ chưa biết nó có ảnh hưởng như thế nào tới sức khỏe của mình. Mặc dù ô nhiễm tiếng ồn là một dạng ô nhiễm môi trường rất nguy hại, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng nhưng lại ít được quan tâm như các loại ô nhiễm khác. Độ ghồ ghề là một trong các đặc tính quan trọng của mặt đường thể hiện khả năng chạy xe êm thuận và cảm giác thoái mái của người tham gia giao thông. Việc đo đạc độ gồ ghề của mặt đường có thể tiến hành theo phương pháp thủ công với tốc độ và năng suất thấp, hoặc sử dụng các thiết bị hiện đại với tốc độ và năng suất cao hơn. Tuy nhiên việc trang bị các thiết bị hiện đại không phải đơn vị nào cũng có thể thực hiện được. Các thiết bị đo được chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI tại Việt Nam còn khá hạn chế dẫn đến việc đánh giá tình trạng và quản lý hệ thống đường còn chưa được cập nhật và chú ý. Trong khuôn khổ luận văn sẽ nghiên cứu áp dụng phần mềm tiện ích của điện thoại thông minh nhằm đánh giá tiếng ồn giao thông và chỉ số IRI của mặt đường. Ngoài việc đưa ra được các đánh giá về tiếng ồn giao thông và chỉ số IRI của một số mặt đường, luận văn sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số như tốc độ, loại xe… đến kết quả đo IRI bằng phần mềm. Việc sử dụng các tiện ích thông minh trong đánh giá chất lượng giao thông và mặt đường sẽ giúp giảm đỡ các thiết bị máy móc cần trang bị cũng như có khả năng thực hiện đo đạc tại nhiều địa bàn và hệ thống đường cùng lúc và nhanh chóng.
TỔNG QUAN VỀ TIẾNG ỒN ĐÔ THỊ VÀ CHỈ SỐ ĐỘ GỒ GHỀ QUỐC TẾ IRI
Các yếu tố khai thác và môi trường của tuyến đường
1.1.1 Khái niệm về khai thác đường
Giao thông đường bộ là yếu tố then chốt trong sự phát triển kinh tế - xã hội, với chi phí phát triển và bảo trì mạng lưới này chiếm tỷ lệ lớn trong ngân sách quốc gia Điều này ảnh hưởng sâu sắc đến hầu hết các hoạt động trong các lĩnh vực kinh tế xã hội khác nhau.
Khai thác đường là một lĩnh vực khoa học tập trung vào việc phân tích mối quan hệ giữa các yếu tố trong hệ thống vận tải ô tô, nhằm tìm ra những giải pháp hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
- Hạn chế các hư hỏng
- Nâng cao chất lượng kỹ thuật của đường
- Đảm bảo an toàn thuận lợi trong giao thông
- Nân cao năng suất vận tải
- Hạ giá thành vận chuyển
- Hạn chế đến mức thấp nhất tai nạn giao thông…
1.1.2 Nhiệm vụ của khai thác đường
- Nghiên cứu tác dụng tương hỗ giữa các yếu tố trong hệ thống vận tải ô tô
- Khảo sát, đánh giá toàn diện chất lượng kỹ thuật của đường
- Nghiên cứu khả năng phục vụ của từng tuyến
- Định các thời hạn và phân loại công tác sửa chữa đường
- Xác định các công nghệ, kỹ thuật sửa chữa hợp lý và kinh tế
- Xác định các biện pháp tổ chức, điều khiển giao thông thích hợp
Tổng quan về tiếng ồn và tiếng ồn giao thông
Tiếng ồn là sự kết hợp của các âm thanh với cường độ và tần số khác nhau, thường không có trật tự, gây khó chịu cho người nghe Nó ảnh hưởng đến khả năng làm việc và suy nghĩ của con người, đồng thời là những âm thanh phát ra không đúng lúc hoặc với cường độ lớn vượt quá mức chịu đựng.
1.2.1.2 Tác hại do tiếng ồn gây ra
Trong bối cảnh công nghiệp hóa và đô thị hóa hiện nay, vấn đề tiếng ồn đã trở thành một thách thức nghiêm trọng Mức độ tiếng ồn đã vượt quá giới hạn cho phép, gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và cuộc sống hàng ngày của con người.
Tiếng ồn 50dB: làm suy giảm hiệu suất làm việc, nhất là đối với lao động trí óc.
Tiếng ồn ở mức 70dB có thể gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe, bao gồm việc tăng nhịp thở và nhịp tim, làm tăng nhiệt độ cơ thể và huyết áp Ngoài ra, nó còn ảnh hưởng đến chức năng dạ dày và giảm hứng thú trong công việc.
Tiếng ồn 90dB có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm mệt mỏi, mất ngủ, tổn thương chức năng thính giác, mất thăng bằng cơ thể và suy nhược thần kinh Đặc biệt, tiếng ồn có ảnh hưởng tiêu cực đến giấc ngủ, dẫn đến tình trạng thiếu ngủ và giảm chất lượng cuộc sống.
Tiếng ồn bất ngờ có thể làm gián đoạn giấc ngủ, dẫn đến giấc ngủ không sâu và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và năng suất làm việc Người thường cảm thấy uể oải và mệt mỏi vào ngày hôm sau Theo thống kê, việc sử dụng thuốc an thần và thuốc ngủ ở những khu vực gần sân bay hoặc đường giao thông lớn cao gấp 2-3 lần so với những nơi không bị ô nhiễm tiếng ồn Tiếng ồn không chỉ ảnh hưởng đến thính giác, gây ra các bệnh như lãng tai và điếc nghề nghiệp, mà còn dẫn đến chứng nhức đầu, rối loạn sinh lý, suy nhược thần kinh, và các vấn đề về tim mạch Ngoài ra, tiếng ồn mạnh (từ 120dB trở lên) có thể gây chói tai, đau tai, và thậm chí thủng màng nhĩ.
Tiếng ồn còn gây ảnh hưởng đến tim mạch và sự hình thành thần kinh của bào thai trong bụng mẹ.
Nghiên cứu trước đây của Liên Xô chỉ ra rằng công nhân tiếp xúc với mức ồn cao có nguy cơ mắc bệnh tăng huyết áp gấp đôi và bệnh về hệ tiêu hóa gấp bốn lần Các chuyên gia y học hiện nay cho rằng sự suy giảm khả năng thính giác theo độ tuổi chủ yếu do con người thường xuyên tiếp xúc với tiếng ồn, đặc biệt trong bối cảnh xã hội công nghiệp phát triển.
Nghiên cứu của Tiến sĩ Samuel Rosen tại trường Đại học Y khoa Mount Sinai, New York, cho thấy người Manban, một bộ lạc châu Phi nguyên thủy sống trong môi trường yên tĩnh, vẫn duy trì độ nhạy thính giác tương đương với người Mỹ ở tuổi 25 khi họ đã 75 tuổi Điều này chứng minh rằng tiếng ồn có tác động tiêu cực đến sức khỏe thể chất, tâm thần và hiệu suất làm việc của con người.
Nhiều người cho rằng tiếng ồn ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe thể chất và tinh thần, làm giảm hiệu quả làm việc Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tiếng ồn không chỉ gây ra các vấn đề tâm lý mà còn có thể gây hại cho tai trong khi đạt đến mức 100 dB Nhiều người cảm thấy khó chịu khi phải nghe tiếng tích tắc của đồng hồ hoặc những cuộc trò chuyện thì thầm bên cạnh, khiến khả năng tập trung giảm sút và độ chính xác trong công việc bị ảnh hưởng Thực tế cho thấy năng suất lao động có thể giảm từ 20% đến 40% trong môi trường ồn ào Hơn nữa, tiếng ồn cũng làm suy giảm khả năng trao đổi thông tin hiệu quả.
Tiếng ồn có thể gây nhiễu và che lấp thông tin, làm giảm độ chính xác của thông tin tiếp nhận, từ đó ảnh hưởng đến cuộc sống và sinh hoạt của con người Do đó, trong quá trình trao đổi thông tin, cần quy định giới hạn tiếng ồn cho phép nhằm giảm thiểu những tác động tiêu cực mà tiếng ồn gây ra.
Tiếng ồn tác động lên con người ở 3 mức:
- Quấy rầy về mặt cơ học, như che lấp âm thanh cần nghe.
- Quấy rầy về mặt sinh học của cơ thể, chủ yếu đối với bộ phận thính giác và hệ thần kinh.
- Quấy rầy về mặt xã hội của con người.
Tất cả những sự quấy rầy này có thể dẫn đến những biểu hiện tiêu cực về tâm lý, sinh lý và bệnh lý, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất lao động và chất lượng cuộc sống của con người.
Hình 1.1: Giới thiệu tác hại của tiếng ồn có mức âm trung bình ở tần số
1000hZ là 50 dB (đường cong c) và 70 dB (đường cong b) và 90 dB (đường cong a) đối với cuộc sống con người.
Hình 1.1 Tiếng ồn ảnh hưởng tới sức khỏe con người
Trong đó: - a: làm tổn thương chức năng thính giác, mất ngủ suy nhược thần kinh, mệt mỏi toàn thân…
- b: làm ảnh hưởng tới mạch tim đập, nhịp thở, huyết áp, hoạt động dạ dày, mất hứng thú lao động.
- c: quấy rầy trao đổi thông tin, giảm hiệu suất lao động.
Bảng 1.1 Kết luận về mức ồn có ảnh hưởng tới con người
30-35 Không ảnh hưởng đến giấc ngủ
40 Ảnh hưởng đến giấc ngủ Điều kiện làm trí óc tốt
50 Phá rối giấc ngủ rõ rệt Điều kiện tốt cho sinh hoạt và nghỉ ngơi nói chung
65 Quấy rối công việc, sinh hoạt Bắt đầu có ảnh hưởng xấu về tâm sinh lý con người
80 Chưa gây ảnh hưởng xấu tới tai khi tiếp xúc lâu dài
85 Bắt đầu gây bệnh nặng tai và bệnh điếc
100 Gây tổn thương không hồi phục của tai
150 Tức khắc gây tổn thương thính giác
Khi làm việc trong môi trường ồn ào, thính giác của con người cần một khoảng thời gian nhất định để phục hồi sau vài giờ tiếp xúc với tiếng ồn Khoảng thời gian này được gọi là thời gian phục hồi thính giác Nếu tiếp xúc với tiếng ồn lớn và kéo dài, có thể dẫn đến bệnh thính giác mãn tính, gây ra sự thay đổi trong quá trình trao đổi chất ở ốc tai Để bảo vệ thính giác, cần quy định thời gian tối đa tiếp xúc với tiếng ồn mỗi ngày tùy thuộc vào mức độ ồn khác nhau.
Bảng 1.2 Giới hạn cho phép mức áp suất âm theo thời gian tiếp xúc
Thời gian tiếp xúc với tiếng ồn Giới hạn cho phép mức áp suất âm tương đương (L Aeq ) - dBA
Và tiêu chuẩn cho phép
Bảng 1.3: Giới hạn tối đa cho phép tiếng ồn khu vực công cộng và dân cư (theo mức âm tương đương) (Nguồn TCVN 5949 – 1998)
STT KHU VỰC THỜI GIAN
1 Khu vực cần đặc biệt yên tĩnh: Bệnh viện, thư viện, nhà điều dường, nhà trẻ, trường học, nhà thờ, chùa
2 Khu dân cư, khách sạn, nhà nghỉ, cơ quan hành chính…
3 Khu dân cư xen kẽ trong khu vực thương mại, dịch vụ, sản xuất…
Mặc dù TCVN đã quy định mức ồn tối đa cho phép và hình thức xử phạt vi phạm, nhưng việc giảm thiểu tiếng ồn giao thông vẫn chưa được chú trọng Do đó, mỗi cá nhân cần chủ động áp dụng các biện pháp riêng để hạn chế tiếng ồn hiệu quả.
Ngăn ngừa suy giảm sức nghe do tiếng ồn
Để bảo vệ sức khỏe người lao động, cần triển khai các chương trình ngăn ngừa và kiểm soát tiếng ồn tại nơi làm việc Việc nhận diện nguy cơ tiếng ồn là rất quan trọng trước khi xảy ra khó khăn trong việc nghe Theo hướng dẫn của Liên minh châu Âu, máy móc cần được thiết kế để giảm thiểu tiếng ồn phát ra Ngoài ra, việc cung cấp thông tin về mức độ tiếng ồn từ máy móc sẽ giúp khách hàng lựa chọn thiết bị ít gây hại và đánh giá được tác động của tiếng ồn trong môi trường làm việc, từ đó hỗ trợ cho việc lập kế hoạch kiểm soát tiếng ồn hiệu quả.
Quy trình giảm tiếng ồn có thể tiết kiệm chi phí hơn 10 lần so với việc lắp đặt tấm chắn lọc tiếng ồn Để giảm mức độ ồn, có thể sử dụng các thiết bị khống chế tiếng ồn như thùng trùm kín máy, bộ hấp thu âm, bộ giảm thanh và các tấm chăn âm Ngoài ra, việc sử dụng thiết bị bảo vệ cá nhân như bịt lỗ tai cũng góp phần hiệu quả trong việc giảm thiểu tiếng ồn.
Để giảm thiểu tác động của tiếng ồn ở những nơi chưa áp dụng đầy đủ các phương pháp kỹ thuật, cần bảo vệ sức nghe và quản lý thời gian tiếp xúc với môi trường ồn ào Các chương trình kiểm soát tiếng ồn chủ yếu tập trung vào giáo dục, đào tạo và kiểm tra định kỳ sức nghe để đảm bảo sức khỏe thính giác cho mọi người.
Độ gồ ghề của mặt đường và chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI
1.3.1 Tổng quan Độ gồ ghề của mặt đường là một chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất lượng mặt đường sau khi thi công xong và trong giai đoạn khai thác, gắn liền với sự an toàn và tiện nghi xe chạy nhanh nhất là khi ở vận tốc cao, nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả vận tải hành khách và hàng hóa Khi xe chạy trên mặt đường không bằng phẳng sẽ sinh ra va chạm, các dao động dọc, ngang của xe sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện xe chạy, làm cho vận tốc chạy xe bị giảm và các bộ phận của xe cũng như kết cấu mặt đường bị hư hỏng Khi thu thập đầy đủ dữ liệu tình trạng mặt đường trong giai đoạn khai thác sẽ là điều kiện tốt để đánh giá một cách chính xác chất lượng mặt đường từ đó lập kế hoạch và đề xuất các giải pháp bảo trì, khi thác nhằm duy trì hệ thống đường bộ ở tình trạng tốt, khắc phục kịp thời các hư hỏng gây ra trong quá trình khai thác, dưới tác động của xe chạy và các yếu tố ảnh hưởng bất lợi của môi trường.
Việc thu thập định kỳ dữ liệu tình trạng mặt đường, đặc biệt là chỉ số độ gồ ghề, đang được nhiều quốc gia phát triển chú trọng nhằm phân tích và đánh giá chất lượng mặt đường Một phương pháp chủ đạo là xác định chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI thông qua đo đạc trực tiếp, từ đó cung cấp giá trị IRI cho toàn bộ tuyến đường thí nghiệm Ngoài ra, nhiều nghiên cứu gần đây đã áp dụng mô hình mô phỏng và phương pháp xác suất – thống kê để phân tích và đánh giá chất lượng mặt đường dựa trên dữ liệu IRI thu thập được.
Hiện nay, công tác thu thập dữ liệu về tình trạng mặt đường và chỉ số độ gồ ghề IRI tại Việt Nam chưa được chú trọng đầy đủ, đặc biệt là ở các tuyến đường cấp cao, gây khó khăn trong việc đánh giá chất lượng mặt đường trong giai đoạn khai thác Để đánh giá độ bằng phẳng của mặt đường, có ba phương pháp đang được áp dụng: sử dụng thước dài 3m, đo gián tiếp và đo trực tiếp chỉ số IRI Tuy nhiên, theo TCVN 8865-2011, việc đánh giá chất lượng mặt đường chủ yếu dựa vào giá trị IRI trung bình của toàn bộ đoạn tuyến mà chưa xem xét đến mức độ phân tán và quy luật phân bố của chỉ số IRI ở từng làn xe, dẫn đến việc chưa đánh giá đầy đủ chất lượng mặt đường.
1.3.2 Chỉ tiêu độ gồ ghề của mặt đường
1.3.2.1 Ảnh hưởng của độ gồ ghề mặt đường Độ gồ ghề hay còn gọi là độ bằng phẳng của mặt đường là độ lệch của mặt đường so với mặt phẳng chuẩn, độ lệch này được thể hiện bằng kích thước đặc trưng ảnh hưởng đến chất lượng xe chạy. Độ gồ ghề của mặt đường có quan hệ tới biến dạng thường xuyên của mặt đường do tải trọng của xe tác dụng lâu ngày và các tác động của môi trường Nó có thể gắn với vệt bánh xe cũng như các chỗ lõm, chỗ ngập và các chỗ biến hình dạng của lớp mặt của mặt đường Nó còn do ảnh hưởng của các ổ gà, các rãnh nhỏ không được bảo dưỡng cẩn thận, các chỗ đường bị xô dồn lên do tốc độ.
Xe chạy trên mặt đường không bằng phẳng gây ra va chạm, dẫn đến dao động dọc và ngang làm giảm tốc độ và tăng nguy cơ hư hỏng cho cả xe và kết cấu mặt đường Những va chạm này không chỉ tiêu hao năng lượng mà còn làm tăng độ mòn lốp xe, giảm năng suất vận tải và ảnh hưởng đến an toàn giao thông Phần năng lượng mất đi do va chạm được sử dụng để nén lốp, nén nhíp và tạo ra dao động cho các bộ phận của ô tô, đồng thời gây rung chuyển và ảnh hưởng đến chất lượng khai thác của mặt đường.
Khi bánh xe di chuyển qua những chỗ lồi lõm trên đường cong êm thuận, sự va chạm không xảy ra do năng lượng tiêu hao khi trèo lên được bù đắp khi bánh xe đi xuống Độ nhám của mặt đường, với độ không bằng phẳng khoảng vài mm, không chỉ không gây hại mà còn cần thiết để tăng cường lực bám của lốp xe Độ gồ ghề của mặt cắt đường có thể ảnh hưởng tiêu cực đến độ an toàn và sự thuận tiện cho người sử dụng, và thường được đánh giá riêng biệt theo chiều dọc và chiều ngang.
1.3.2.2 Phương pháp đánh giá độ gồ ghề của mặt đường
Hiện nay, có thể tóm tắt thiết bị đo độ gồ ghề gồm hai loại chính như sau:
Thiết bị đo mặt cắt là loại công cụ chuyên dụng dùng để đo đạc mặt cắt dọc bề mặt đường theo vệt lăn bánh Qua quá trình xử lý số học, thiết bị này sẽ cung cấp các trị số thống kê phản ánh độ bằng phẳng của mặt đường Các máy móc thuộc loại này thường được sử dụng để đảm bảo chất lượng và an toàn cho các tuyến đường.
Thiết bị đo mặt cắt là công cụ quan trọng giúp xác định chuyển vị thẳng đứng W của bánh xe nhỏ, chỉ lăn theo khi tiếp xúc với mặt đường Qua quá trình xử lý, thiết bị này cho phép phân tích các lồi lõm của bề mặt đường, từ đó tạo ra mặt cắt bề mặt đường theo vệt bánh Một trong những thiết bị tiêu biểu trong lĩnh vực này là Hawkeye 1000 Digital Laser Profiler, sử dụng công nghệ hồng ngoại tuyến để đảm bảo độ chính xác cao trong việc đo đạc.
Để đánh giá độ bằng phẳng của mặt đường, bạn có thể sử dụng thước thẳng loại thông thường Phương pháp này bao gồm việc đặt thước thẳng trên mặt đường và sử dụng một con nêm chèn vào để xác định chiều sâu khe hở giữa đáy thước và bề mặt đường.
Thiết bị đo phản ứng ghi lại trạng thái động của hệ thống máy móc ô tô khi xe di chuyển trên bề mặt đường không bằng phẳng với tốc độ nhất định Đây là phương pháp đánh giá gián tiếp, với kết quả đo thay đổi tùy thuộc vào đặc tính của hệ thống máy móc và tốc độ di chuyển của xe Các loại thiết bị này chủ yếu bao gồm các máy kiểu khác nhau.
Máy đo gia tốc dao động là thiết bị dùng để đánh giá độ bằng phẳng của mặt đường thông qua việc đo lường dao động của các bộ phận ô tô khi di chuyển Gia tốc kế được lắp đặt trên sàn thùng xe hoặc trục bánh xe, ghi lại số lần va chạm và gia tốc dao động trong một khoảng thời gian nhất định Dữ liệu thu thập được sẽ giúp vẽ đường cong đặc tính động lực của mặt đường, từ đó so sánh với giá trị chuẩn để đưa ra đánh giá chính xác.
Máy đo xóc là thiết bị tự động thu thập dữ liệu về độ nhấp nhô, thuộc nhóm thiết bị "lắp trên xe" như máy Bump Integrator của Anh, thước May của Mỹ và thước đo độ nhấp nhô của Úc Thiết bị này thường được lắp đặt bên trong xe ở trục sau, với một lỗ thủng trên sàn xe để luồn dây điện kết nối với trục sau Khi xe di chuyển, trục sau sẽ tạo ra sự chuyển động tương đối với thân xe, khiến bánh xe tải nhún nhẩy Tín hiệu từ bánh xe được gửi đến máy tính và máy đếm để ghi lại độ nhấp nhô đã xảy ra.
Để đánh giá chất lượng độ bằng phẳng mặt đường, tiến hành thử nghiệm bằng cách đặt thước thẳng dài 3 m trên mặt đường theo hướng song song hoặc vuông góc với trục đường xe chạy Sử dụng nêm để đo khoảng cách từ đầu thước, xác định khe hở tương ứng với từng chiều cao của nêm.
Thước thẳng là một thiết bị quan trọng trong quá trình thử nghiệm, thường được làm từ kim loại không rỉ và có chiều dài 3,0 m Thước này cần phải đảm bảo tính thẳng, nhẹ và đủ cứng để không bị biến dạng trong suốt quá trình sử dụng Ngoài ra, thước còn được đánh dấu tại các điểm đo cách nhau 50 cm tính từ đầu thước, giúp người dùng dễ dàng thực hiện các phép đo chính xác.
Hình 1.6 Thước dài 3m và con nêm
Con nêm thường được làm từ kim loại không rỉ, giúp tăng độ bền và giảm sự bào mòn Thiết kế hình tam giác của con nêm có khắc 6 giá trị chiều cao: 3, 5, 7, 10, 15 và 20mm, cho phép người dùng dễ dàng đọc trị số khe hở (mm) giữa mặt đường và cạnh dưới của thước thẳng 3 mét một cách nhanh chóng và chính xác.
Chổi để quét sạch mặt đường, dụng cụ hướng dẫn giao thông (biển báo, côn dẫn hướng,…)
KHẢO SÁT ĐO TIẾNG ỒN VÀ ĐÁNH GIÁ TẠI MỘT VÀI NÚT GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI
Giới thiệu về phần mềm sử dụng đo tiếng ồn
2.1.1 Các loại máy đo âm thanh và tiếng ồn
Các máy đo và phân tích âm thanh hiện đại có khả năng thực hiện nhiều phép đo và đánh giá khác nhau, nhưng vẫn chưa có thiết bị nào có thể tái hiện chính xác cách mà thính giác con người cảm nhận âm thanh Do đó, các máy đo này chỉ có thể xác định mức âm theo đơn vị decibel (dB), mang tính chất vật lý mà không phản ánh được trải nghiệm âm thanh của con người.
Hình 2.1 Sự khác nhau giữa máy đo và tai người
Thiết bị đo chỉ mang tính chất vật lý
Tai người cảm thụ bằng chức năng sinh lý (fon) Nguồn âm thanh
- Đo phân tích mức âm theo tần số
- Đo mức âm tổng cộng về năng lượng theo các thang hiệu chỉnh gần đúng về cảm giác âm thanh của hệ thính giác người.
- Đo tích lũy theo từng khoảng thời gian để xác định trị số trung bình năng lượng âm thanh (mức âm tương đương).
- Ghi lại mức áp suất âm (trên băng giấy) hoặc ghi lại âm thanh trên băng, đĩa từ và hiển thị âm thanh.
- Đo thời gian âm vang của phòng và chất lượng cách âm của các kết cấu.
Các máy đo âm thanh hoạt động dựa trên nguyên tắc áp suất âm thanh giống như tai người, nhưng có sự khác biệt cơ bản Microphone có độ nhạy đồng đều với mọi tần số âm thanh, trong khi tai người chuyển đổi áp suất âm thành cảm giác thần kinh phụ thuộc vào tần số Cảm giác âm thanh mà tai người nhận được được đánh giá bằng đơn vị phôn (fon) Để chuyển đổi kết quả đo của máy thành cảm giác chủ quan của tai người, cần thiết phải sử dụng các mạch hiệu chỉnh tương ứng với đường đồng mức to gần mức khảo sát Tuy nhiên, quá trình này phức tạp, vì vậy người ta thường chia các đường đồng mức to thành ba vùng và xác định một đường trung bình cho các vùng đó.
- Vùng A: Các đường đồng mức to từ 0 đến 40 dB (tần số 1000 Hz)
- Vùng B: Từ 40 đến 70 dB (tần số 1000 Hz)
Vùng C, với mức độ trên 70 dB tại tần số 100 Hz, được thể hiện qua các thang đo dBA, dBB và dBC Để đánh giá tác động gây nhiễu từ tiếng ồn tần số cao, sau này đã bổ sung thêm mạch hiệu chỉnh D, tương ứng với mức độ theo dBD.
Muốn kết quả đo gần đúng nhất với cảm giác của tai người, ta thực hiện phương pháp đo như sau:
- Mở mạch hiệu chỉnh A, nếu mức âm đo được không vượt quá 40 dB thì kết quả đúng và được biểu diễn theo dBA.
Nếu mức âm đo được lớn hơn 40 dB, điều này cho thấy kết quả không chính xác và cần mở mạch hiệu chỉnh B Kết quả chính xác phải nằm trong khoảng từ 40 đến 70 dB và được biểu diễn theo đơn vị dBB.
- Nếu mức âm vượt quá 70 dB, phải đo theo mạch hiệu chỉnh C (dBC)
Phương pháp đo âm thanh truyền thống thường phức tạp và không khả thi trong nhiều trường hợp Do đó, hiện nay, để đánh giá và tiêu chuẩn hóa âm thanh trong các lĩnh vực như đời sống, sản xuất công nghiệp, giao thông và tiếng ồn máy bay, người ta quy định sử dụng mạch hiệu chỉnh A (dBA).
Các đường cong hiệu chỉnh A, B, C, D được thể hiện trên Hình 2.2
Hình 2.2 Các đường cong hiệu chỉnh A, B, C, D
Để đánh giá âm thanh một cách chính xác, cần phân tích theo các tần số thay vì chỉ dựa vào mức âm tổng cộng Mặc dù phân tích âm thanh trong khoảng tần số 20 – 20000 Hz là khó khăn và không thực sự cần thiết, ISO khuyến nghị sử dụng các dãy tần số âm tiêu chuẩn trong nghiên cứu âm thanh và sản xuất thiết bị đo.
Dãy tần số 1 ốc ta thường được sử dụng trong nghiên cứu tiếng ồn các khu dân cư, trong thành phố và trong phòng Dãy tần số 1
3 ốc ta thường được sử dụng trong nghiên cứu cách âm của kết cấu nhà cửa Dãy tần số 1
2 ốc ta ít được sử dụng.
2.1.1.3 Máy đo âm thanh và tiếng ồn
Trong các máy đo tiếng ồn, thường sử dụng các mạch tần số A, B, C, D và tuyến tính (Lin), với mạch A được sử dụng phổ biến nhất vì nó phản ánh cảm giác âm thanh của tai người, do đó mức âm được đo bằng dBA Để đo mức áp suất âm theo các dải tần số, cần sử dụng mạch C, F, Lin hoặc mạch lọc riêng Các máy đo hiện nay chủ yếu đến từ các hãng Rion, Ono Sokki (Nhật Bản), Bruel & Kjaer (Đan Mạch), và Quest (Mỹ), thường là các máy xách tay nhẹ dưới 1kg, thuận tiện cho việc đo trực tiếp tại nhà máy Ngoài ra, còn có các thiết bị cố định trong phòng thí nghiệm hoặc trên ô tô để nghiên cứu tiếng ồn chi tiết hơn Tại các nhà máy, có thể đo trực tiếp mức âm (dBA) và mức áp suất âm (dB) hoặc sử dụng máy ghi âm chuyên dụng với dải tần số rộng (20 – 20000Hz) như Nagra (Thụy Sỹ) hoặc Bruel & Kjaer để ghi lại tín hiệu âm thanh, sau đó phân tích tín hiệu đã ghi bằng các máy phân tích tiếng ồn.
Bảng 2.1 Thông số một số máy đo âm thanh và tiếng ồn
Tên máy và ký hiệu
Hãng và nước sản xuất
C: 33 - 130 C: 36 - 130 C: 40 - 130 F: 39 - 130 F: 42 - 130 F: 45 - 130 Khoảng tần số đo được (Hz)
A, C, Lin A, C, Flat A, C, Flat A, C, Flat Đặc tính F, S, I F, S, I F, S, Peak F, S, I
Máy đo mức âm (Sound Level Meter) được sử dụng để xác định mức độ tiếng ồn, với phân loại theo cấp chính xác của IEC Các loại máy đo này có thể được chia thành máy đo chính xác (Precision) và các loại khác, bao gồm máy đo mức âm tương đương (Integrating SLM) hoặc chỉ đo mức áp suất âm tức thời.
Cấu tạo máy đo âm thanh
Hình 2.3 Cấu tạo máy đo âm thanh
Micro là bộ phận quan trọng của máy đo âm thanh, có nhiệm vụ nhận tín hiệu âm thanh Hai loại micro chính là micro điện động và micro tụ điện, trong đó micro tụ điện thường được sử dụng cho các máy đo chính xác Kích thước của micro tụ điện, từ 1/8 đến 1 inch, ảnh hưởng đến vùng tần số hoạt động của máy đo Tín hiệu âm thanh được chuyển đổi thành tín hiệu điện, sau đó được khuếch đại và lọc qua các mạch điện, cuối cùng hiển thị trên đồng hồ hoặc màn hình số.
2.1.2 Giới thiệu phần mềm đo tiếng ồn trên điện thoại thông minh Ứng dụng "Sound Meter" là phần mềm đo và tính toán mức âm thanh (mức độ tiếng ồn) của môi trường xung quanh với sự trợ giúp của micrô tích hợp Kết quả đo được hiển thị bằng biểu đồ decibel trên màn hình điện thoại. Ứng dụng Sound Meter là phần mềm do hãng ExaMobile S.A tạo lập, sử dụng được cho các hệ điều hành IOS hoặc Android Giá trị được tính toán của mức độ tiếng ồn được hiển thị với sự trợ giúp của chỉ số trên đồng hồ đo Phạm vi đo từ môi trường là từ 0-100 dB Bên cạnh đó ứng dụng cũng hiển thị mức tối thiểu và tối đa của âm thanh khi đo.
Hình 2.4 Giao diện ứng dụng Sound Meter trên điện thoại thông minh Ưu điểm của ứng dụng:
- Đo mức độ âm thanh tối thiểu (Min), trung bình (AVG), tối đa (Max) và tính toán mức âm thanh trung bình trong thời gian ngắn.
- Hiển thị biểu đồ logarit của mức độ âm thanh trong decibel (dB)
- Công cụ hiệu chỉnh gồm hai chế độ: chỉnh bằng tay và tự động hiệu chỉnh
- Giao diện đơn giản, thuận tiện, dễ dàng sử dụng có thể đo tiếng ồn ở bất kỳ mọi nơi, mọi lúc.
- Dung lượng nhẹ phù hợp với phần lớn smartphone hiện nay.
Mặc dù phần mềm này hữu ích, nhưng nó không phải là công cụ đo tiếng ồn chuyên nghiệp, do đó có thể xảy ra sai số lớn khi so sánh giữa các thiết bị khác nhau Ngoài ra, việc giữ cố định điện thoại trong quá trình đo cũng gây khó khăn cho người sử dụng.
Giới thiệu vị trí khảo sát tiếng ồn và kế hoạch khảo sát
Để khảo sát tiếng ồn, vị trí lựa chọn là hai nút giao thông có lưu lượng xe cao vào giờ cao điểm, thường xuyên xảy ra ùn tắc Thiết bị đo được đặt ở vị trí thông thoáng và thuận tiện cho việc di chuyển.
Để đo tiếng ồn, bạn có thể sử dụng điện thoại thông minh đã cài đặt phần mềm Sound Meter Trước khi tiến hành đo, các thiết bị điện thoại cần được hiệu chỉnh đồng bộ với nhau để đảm bảo độ chính xác trong kết quả đo.
Địa điểm đo lường được thực hiện tại nút giao thông Cầu Giấy – Láng, cụ thể là đoạn từ Cầu Giấy rẽ phải sang đường Láng, và tại nút giao thông Nguyễn Khánh Toàn – Đào Tấn, từ Nguyễn Khánh Toàn rẽ phải sang đường Bưởi.
Để thực hiện việc đo, bạn cần giữ điện thoại cố định trong 10 phút, đứng cách mép đường khoảng 1,5m Chia thành 2 nhóm nhỏ, mỗi nhóm gồm 2 người, thực hiện đo tại 2 nút giao khác nhau Một người sẽ cầm điện thoại để thực hiện phép đo, trong khi người còn lại sẽ ghi lại kết quả.
Thời gian đo tiếng ồn trong thành phố thường cao nhất vào giờ đi làm và tan ca, cụ thể là từ 7h – 9h và 15h30 – 18h Trong khoảng thời gian này, lưu lượng xe cộ tăng đột biến, dẫn đến mức độ tiếng ồn lớn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và sinh hoạt của người dân Các nút giao thông như Cầu Giấy – Láng – Bưởi là những điểm nóng về tiếng ồn do lưu thông đông đúc.
Nguyễn Khánh Toàn và Đào Tấn đã tiến hành đo lường trong 7 ngày, với các khung giờ cụ thể: 7h20 – 7h30, 9h – 9h10, 11h50 – 12h, 15h – 15h10, và 17h20 – 17h30 Mỗi lần đo kéo dài 10 phút, và giá trị trung bình được lấy trong mỗi khung giờ để đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy của kết quả.
2.2.1 Nút giao thông Cầu Giấy( ngã tư Cầu Giấy – đường Láng – đường Bưởi)
Cầu Giấy là một trong những nút giao thông quan trọng, kết nối các tuyến đường cửa ngõ phía Tây của Thủ đô Hà Nội, dẫn đến tình trạng lưu lượng phương tiện đông đúc và thường xuyên xảy ra ùn tắc giao thông.
Nhổn - ga Hà Nội hiện có cầu vượt ở tầng thứ 2, kết nối từ đường Bưởi sang đường Láng, thuộc dự án đường vành đai 2 đã chính thức hoạt động Dưới cùng là hệ thống đường bộ phục vụ giao thông.
Hình 2.5 Nút giao Cầu Giấy – đường Láng – đường Bưởi Ưu điểm:
Nút giao Cầu Giấy mới được nâng cấp với chất lượng mặt đường tốt, vỉa hè rộng rãi và thoáng đãng, có cây xanh và thảm cỏ tạo cảnh quan Hệ thống thoát nước rãnh và thoát nước mặt hoạt động hiệu quả, đảm bảo tầm nhìn cho người lái xe khi tiếp cận nút giao.
Tuy nhiên, vẫn còn tồn tại một số hạn chế trong lưu thông giao thông Lưu lượng xe từ Cầu Giấy rẽ phải sang Láng và ngược lại rất lớn, trong khi lưu lượng từ Kim Mã và đường Bưởi đổ về Cầu Giấy và Láng lại không đáng kể, dẫn đến khả năng thông hành của nút giao thông bị giảm Hơn nữa, việc hoàn thiện các công trình xây dựng đã tạo ra nhiều rào chắn, ảnh hưởng đến khả năng lưu thông trên tuyến đường từ Cầu Giấy đi Kim Mã Bên cạnh đó, hệ thống biển chỉ dẫn cho các dòng xe còn thiếu, và vạch sơn phân làn cũng đã bị mờ, gần như không còn tác dụng.
2.2.2 Nút giao thông Nguyễn Khánh Toán – Đào Tấn
Nút giao thông Nguyễn Khánh Toán – Đào Tấn vừa được nâng cấp với hệ thống tín hiệu mới, tuy nhiên lưu lượng phương tiện qua đây vẫn không cao như tại nút giao Cầu Giấy Kể từ khi đường vành đai 2 đi vào hoạt động, lượng xe vào nội thành Hà Nội qua đường Bưởi đã giảm đáng kể, góp phần làm giảm tình trạng ùn tắc tại nút giao Nguyễn Khánh Toàn – Đào Tấn.
Hình 2.6 Nút giao Nguyễn Khánh Toàn – Đào Tấn
- Thiết bị đo: Sử dụng điện thoại thông minh đã cài đặt phần mềm đo tiếng ồn Sound Meter.
Địa điểm đo được thực hiện tại nút giao thông Cầu Giấy – Láng, cụ thể là đoạn từ Cầu Giấy rẽ phải sang đường Láng, cùng với nút giao thông Nguyễn Khánh Toàn – Đào Tấn, tại đoạn từ Nguyễn Khánh Toàn rẽ phải sang đường Bưởi.
Để đo lường, hãy cầm điện thoại đứng cách mép đường 1,5m trong 10 phút Chia thành hai nhóm nhỏ, mỗi nhóm gồm hai người, thực hiện đo tại hai nút giao thông khác nhau; một người sẽ cầm điện thoại trong khi người còn lại ghi lại kết quả đo.
Thời gian đo tiếng ồn giao thông trong thành phố diễn ra chủ yếu vào giờ cao điểm, từ 7h – 9h và 15h30 – 18h, khi lưu lượng xe cộ tăng cao do giờ đi làm và tan ca của công nhân viên, cũng như tan học của học sinh Tại các nút giao thông như Cầu Giấy – Láng – Bưởi và Nguyễn Khánh Toàn – Đào Tấn, việc đo tiếng ồn được thực hiện trong 7 ngày với các khung giờ cụ thể: 7h20 – 7h30, 9h – 9h10, 11h50 – 12h, 15h – 15h10 và 17h20 – 17h30, mỗi lần đo kéo dài 10 phút để lấy giá trị trung bình Những giờ cao điểm này phản ánh rõ nét sự gia tăng tiếng ồn do giao thông, ảnh hưởng đến sức khỏe và sinh hoạt của người dân.
Hình 2.7 Nút giao Cầu Giấy giờ cao điểm
Hình 2.8 Nút giao Cầu Giấy giờ tan tầm
Hình 2.9 Nút giao Nguyễn Khánh Toàn – Đào Tấn 2.3.1 Nút giao thông Cầu Giấy
Bảng 2.2 Kết quả đo tiếng ồn trung bình tại nút Cầu Giấy
BẢNG SỐ LIỆU ĐO TIẾNG ỒN NÚT GIAO THÔNG CẦU GIẤY
Máy đo Giá trị đo Ghi chú
Min(dB ) Avg(dB) Max(dB)
Có phân phổi lớn chạy qua
Có phân phổi lớn chạy qua
Trời mưa nhỏ, có phân khối lớn chạy qua Thứ 4,
Trời mưa nhỏ, có phân phối lớn chạy qua
Có 1 vụ va chạm nhỏ ở ngã 4
Có phân phổi lớn chạy qua
Có xe cứu thương chạy qua
Có 1 vụ va chạm giao thông nhẹ giữa 2 xe máy
1 xe oto 4 chỗ chết máy giữa gầm cầu vượt chờ cứu hộ tới.
Hình 2.10 Biểu đồ giá trị đo trung bình tiếng ồn trong khoảng thời gian trung bình tại nút giao thông Cầu Giấy
Trong tuần, mức độ tiếng ồn vào các ngày thứ 2, 3, 4 và 7 thường cao hơn so với các ngày khác, dao động từ 70 đến 74dB Mặc dù giá trị này cao, nhưng vẫn chưa vượt quá ngưỡng tiếng ồn tiêu chuẩn cho phép là 75dB.
- Trong các ngày thứ 5, 6 độ ồn có vẻ giảm chỉ khoảng 64-68dB và chủ nhật là ngày tiếng ồn ở mức thấp nhất từ 65-67dB.
- Tiếng ồn trong các ngày có giá trị cao nhất trong khoảng từ 9h – 9h10 và từ 17h20-17h30, thấp nhất trong khoảng từ 15h – 15h10.
2.3.2 Nút giao thông Nguyễn Khánh Toán – Đào Tấn
Bảng 2.3 Kết quả đo tiếng ồn trung bình tại nút Nguyễn Khánh Toàn – Đào
BẢNG SỐ LIỆU ĐO TIẾNG ỒN NÚT GIAO THÔNG NGUYỄN KHÁNH TOÀN – ĐÀO TẤN
Min(dB ) Avg(dB) Max(db)
5 62 69 81 Có xe cứu thương chạy qua
5 62 70 85 Có xe cứu thương chạy qua
Hình 2.11 Biểu đồ giá trị đo trung bình tiếng ồn trong khoảng thời gian trung bình tại nút giao thông Nguyễn Khánh Toàn – Đào Tấn 2.3.2.2 Đánh giá kết quả