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.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI * HOÀNG ĐỨC MẠNH NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHẦN MỀM TIỆN ÍCH CỦA ĐIỆN THOẠI THƠNG MÌNH NHẰM ĐÁNH GIÁ TIẾNG ỒN GIAO THÔNG VÀ CHỈ SỐ IRI CỦA MẶT ĐƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI * HOÀNG ĐỨC MẠNH 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 NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG MÃ SỐ: 60.58.02.05 CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS NGUYỄN QUANG TUẤN HÀ NỘI - 2018 i MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TIẾNG ỒN ĐÔ THỊ VÀ CHỈ SỐ ĐỘ GỒ GHỀ QUỐC TẾ IRI 1.1 Các yếu tố khai thác môi trường tuyến đường 1.1.1 Khái niệm khai thác đường 1.1.2 Nhiệm vụ khai thác đường .4 1.2 Tổng quan tiếng ồn tiếng ồn giao thông 1.2.1 Tiếng ồn 1.2.2 Đặc điểm tiếng ồn giao thông 11 1.2.3 Lan truyền tiếng ồn giao thông địa bàn thành phố 14 1.2.4 Bản đồ lan truyền tiếng ồn giao thông khu xây dựng 21 1.2.5 Phương pháp đo đánh giá tiếng ồn 22 1.2.6 Tiêu chuẩn tiếng ồn 27 1.3 Độ gồ ghề mặt đường số độ gồ ghề quốc tế IRI .30 1.3.1 Tổng quan 30 1.3.2 Chỉ tiêu độ gồ ghề mặt đường 31 1.3.3 Tiêu chí đánh giá 39 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT ĐO TIẾNG ỒN VÀ ĐÁNH GIÁ TẠI MỘT VÀI NÚT GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI 42 2.1 Giới thiệu phần mềm sử dụng đo tiếng ồn .42 2.1.1 Các loại máy đo âm tiếng ồn .42 2.1.2 Giới thiệu phần mềm đo tiếng ồn điện thoại thông minh 47 2.2 Giới thiệu vị trí khảo sát tiếng ồn kế hoạch khảo sát 49 2.2.1 Nút giao thông Cầu Giấy( ngã tư Cầu Giấy – đường Láng – đường Bưởi) 49 2.2.2 Nút giao thông Nguyễn Khánh Toán – Đào Tấn 51 ii 2.3 Kết đo đạc tiếng ồn phân tích đánh giá 52 2.3.1 Nút giao thông Cầu Giấy 54 2.3.2 Nút giao thông Nguyễn Khánh Toán – Đào Tấn 58 2.3.3 Phân tích đánh giá kết giải pháp .62 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐO ĐẠC CHỈ SỐ IRI TẠI MỘT SỐ TUYẾN ĐƯỜNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VÀ PHẦN MỀM CỦA ĐIỆN THOẠI THÔNG MINH 63 3.1 Giới thiệu phần mềm sử dụng đo đạc số IRI .63 3.1.1 Giới thiệu khái quát giao diện phần mềm RoadLabPro 63 3.1.2 Hướng dẫn cài đặt .64 3.2 Các lưu ý đo đạc số IRI 65 3.3 Khảo sát đánh giá số IRI số tuyến đường .66 3.3.1 Khảo sát đánh giá số IRI đường Nguyễn Văn Huyên – Cầu Giấy 66 3.3.2 Khảo sát đánh giá số IRI tuyến đường tỉnh lộ 334, huyện Vân Đồn.71 3.3.3 Khảo sát sơ số IRI tuyến đường khác 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Kết luận mức ồn có ảnh hưởng tới người Bảng 1.2 Giới hạn cho phép mức áp suất âm theo thời gian tiếp xúc iii Bảng 1.3: Giới hạn tối đa cho phép tiếng ồn khu vực công cộng dân cư (theo mức âm tương đương) (Nguồn TCVN 5949 – 1998) Bảng 1.4 Yêu cầu trang bị cá nhân bảo vệ thính lực 11 Bảng 1.5: Mức ồn số phương tiện giao thông 13 Bảng 1.6: Quan hệ S N vtb = 40km/h .16 Bảng 1.7 Độ giảm mức ồn cực đại sau tường chắn ∆Lmax, dB 19 Bảng 1.8 Độ giảm mức ồn sau tường chắn ∆La, dB 20 Bảng 1.9 Số hiệu chỉnh H vào mức ∆La, dB .20 Bảng 1.10: Khả hút âm xanh, dB/m .21 Bảng 1.11: Mức ồn tương đương dòng xe .26 Bảng 1.12: Mức ồn tối đa cho phép tiếng ồn phương tiện giao thông đường 28 Bảng 1.13: Giới hạn tối đa cho phép khu vực công cộng dân cư (theo mức ồn tương đương), dBA 28 Bảng 1.14: Mức ồn cho phép nhà .29 Bảng 1.15 Tiêu chí nghiệm thu độ phẳng theo IRI đường xây dựng 39 Bảng 1.16 Tiêu chí nghiệm thu độ phẳng theo IRI đường cải tạo, nâng cấp, tăng cường .40 Bảng 1.17 Phân cấp chất lượng độ phẳng theo IRI đường khai thác 40 Bảng 2.1 Thông số số máy đo âm tiếng ồn 46 Bảng 2.2 Kết đo tiếng ồn trung bình nút Cầu Giấy 54 Bảng 2.3 Kết đo tiếng ồn trung bình nút Nguyễn Khánh Tồn – Đào Tấn 58 Bảng 3.1.Chỉ số IRI trung bình đường Nguyễn Văn Huyên – Cầu Giấy 68 iv Bảng 3.2 Bảng vận tốc, quãng đường số IRI đo theo chiều 74 Bảng 3.3 Bảng vận tốc, quãng đường số IRI đo theo chiều .78 Bảng 3.4 Bảng vận tốc, quãng đường số IRI đo đường xuống cảng 81 Bảng 3.5 Bảng vận tốc, quãng đường số IRI đo đường sân bay .81 DANH MỤC HÌNH VẼ v Hình 1.1 Tiếng ồn ảnh hưởng tới sức khỏe người Hình 1.2 Sự giảm thấp tiếng ồn không gian tự .17 Hình 1.3 Sự giảm thấp tiếp có tường chắn cao 10m .17 Hình 1.5 Biểu đồ xác xuất phân bố mức ồn 25 Hình 1.6 Thước dài 3m nêm 34 Hình 1.8 Mơ hình phần tư xe .37 Hình 1.9 Thiết bị Hawkeye 1000 Digital Laser Profiler (DLP) 39 Hình 2.1 Sự khác máy đo tai người .42 Hình 2.2 Các đường cong hiệu chỉnh A, B, C, D 44 Hình 2.3 Cấu tạo máy đo âm .47 Hình 2.4 Giao diện ứng dụng Sound Meter điện thoại thông minh .48 Hình 2.5 Nút giao Cầu Giấy – đường Láng – đường Bưởi 50 Hình 2.6 Nút giao Nguyễn Khánh Toàn – Đào Tấn 51 Hình 2.7 Nút giao Cầu Giấy cao điểm 53 Hình 2.8 Nút giao Cầu Giấy tan tầm .53 Hình 2.9 Nút giao Nguyễn Khánh Toàn – Đào Tấn 54 Hình 2.10 Biểu đồ giá trị đo trung bình tiếng ồn khoảng thời gian trung bình nút giao thơng Cầu Giấy 57 Hình 2.11 Biểu đồ giá trị đo trung bình tiếng ồn khoảng thời gian trung bình nút giao thơng Nguyễn Khánh Toàn – Đào Tấn .61 Hình 3.1 Giao diện phần mềm đo đạc số IRI RoadLabPro 64 Hình 3.2 Gắn điện thoại thơng cài sẵn phần mềm RoadLabPro vị trí khác xe 67 Hình 3.3 Biểu đồ số IRI đo chiều tuyến đường Cầu Giấy – Nguyễn Văn Huyên 70 Hình 3.4 Biều đồ số IRI điểm đặt máy khác tuyến đường Nguyễn Văn Huyên – Cầu Giấy 71 vi Hình 3.5 Công tác chuẩn bị đo đạc số IRI tuyến đường Tỉnh lộ 334 – huyện Vân Đồn 73 Hình 3.6 Tuyến đường tỉnh lộ 334- Vân Đồn sau đo ứng dụng RoadLabPro 74 Hình 3.7 Biểu đồ số IRI tuyến đường Tỉnh lộ 334 – huyện Vân Đồn 84 Hình 3.8 Biểu đồ IRI tuyến đường xuống Cảng 85 Hình 3.9 Biểu đồ IRI tuyến đường vào Cảng Hàng Không 86 Hình 3.10 Chỉ số IRI cao tốc HN – HP theo chiều Hà Nội Hải Phòng 87 Hình 3.11 Chỉ số IRI cao tốc HN – HP theo chiều Hải Phòng Hà Nội 88 Hình 3.12 Chỉ số IRI đoạn đường từ Hải Phòng Hà Nội 88 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Một tuyến đường hình thành phải đáp ứng nhiều yêu cầu kĩ thuật, kinh tế, xã hội môi trường Trong luận văn này, tiếng ồn đô thị độ ghồ ghề tuyến đường hai yếu tố chọn nghiên cứu thông qua phần mềm tiện ích điện thoại thơng minh Hiện đất nước ta q trình thị hóa cơng nghiệp hóa nên có nhiều đô thị mọc lên Nhiều hoạt động kinh tế xã hội tập trung đô thị, dân số tăng thêm với phát triển đô thị Cùng với phát triển thị, người phải đối mặt với nhiều áp lực từ môi trường xung quanh mà họ sống Một áp lực mà họ khơng nhận tiếng ồn thị Trong tiếng ồn giao thơng có ảnh hưởng lớn góp phần tạo tiếng ồn đô thị Tiếng ồn giao thông tạo nên cộng hưởng từ hoạt dộng cơng trình xây dựng, khu vực tập trung đông người nhà ga, trường học, quảng trường… Nhưng chủ yếu đến từ hoạt động phương tiện vận tải tiếng còi xe, rú ga, tiếng phanh xe, tiếng ồn dộng cơ, ống xả, tiến rung động phận xe, tương tác lốp xe mặt đường, loại phương tiện, lưu lương giao thông, tốc độ xe chạy… Trước tiếng ồn không người quan tâm họ chưa biết có ảnh hưởng tới sức khỏe Mặc dù ô nhiễm tiếng ồn dạng ô nhiễm môi trường nguy hại, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng lại quan tâm loại ô nhiễm khác Độ ghồ ghề đặc tính quan trọng mặt đường thể khả chạy xe êm thuận cảm giác thoái mái người tham gia giao thông Việc đo đạc độ gồ ghề mặt đường tiến hành theo phương pháp thủ công với tốc độ suất thấp, sử dụng thiết bị đại với tốc độ suất cao Tuy nhiên việc trang bị thiết bị đại đơn vị thực Các thiết bị đo số độ gồ ghề quốc tế IRI Việt Nam hạn chế dẫn đến việc đánh giá tình trạng quản lý hệ thống đường chưa cập nhật ý Trong khuôn khổ luận văn nghiên cứu áp dụng phần mềm tiện ích điện thoại thơng minh nhằm đánh giá tiếng ồn giao thông số IRI mặt đường Ngoài việc đưa đánh giá tiếng ồn giao thông số IRI số mặt đường, luận văn nghiên cứu ảnh hưởng thông số tốc độ, loại xe… đến kết đo IRI phần mềm Việc sử dụng tiện ích thơng minh đánh giá chất lượng giao thông mặt đường giúp giảm đỡ thiết bị máy móc cần trang bị có khả thực đo đạc nhiều địa bàn hệ thống đường lúc nhanh chóng Đối tượng nghiên cứu - Tiếng ồn đô thị đo đạc phần mềm điện thoại thông minh - Các yếu tố ảnh hưởng (tốc độ, loại xe, vị trí đo ) đến giá trị đo IRI (International Roughness Index) phần mềm - Khảo sát IRI số tuyến đường đánh giá thông qua phần mềm điện thoại thông minh Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu bao gồm: - Đo tiếng ồn vài nút giao thông Hà Nội - Đo IRI vài tuyến đường - Ảnh hưởng thơng số (vận tốc, loại xe, vị trí đo ) đến kết đo IRI Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Mục tiêu nghiên cứu đề tài bao gồm: - Khảo sát đo tiếng ồn đánh giá vài nút giao thông phần mềm điện thoại 81 123 124 125 38.29 44.2 45.87 106.29 111.59 103.48 4.3 248 3.51 249 2.64 250 36.23 32.34 29.0 103.71 104.18 101.18 3.55 3.09 3.44 Bảng 3.4 Bảng vận tốc, quãng đường số IRI đo đường xuống cảng STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Vận tốc (km/h) 24.71 33.7 36.79 30.42 30.87 34.83 31.24 30.11 11.75 26.73 40.4 38.89 40.0 39.74 42.67 37.25 27.68 16.74 23.23 20.45 Quãng đường (m) 102.07 109.96 104.98 103.12 104.26 105.68 103.32 109.24 20.70 100.75 102.12 107.39 101.44 101.76 104.89 102.12 103.57 38.83 103.86 100.72 IRI 3.41 3.5 3.18 2.98 3.12 3.05 3.43 3.76 4.15 4.69 4.32 3.62 3.25 3.14 3.26 3.14 2.79 2.94 3.07 3.01 STT 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Vận tốc Quãng đường (km/h) 9.23 23.9 20.41 23.41 32.21 36.71 38.79 39.06 43.34 47.68 46.29 32.97 9.43 28.12 34.01 37.35 38.7 41.25 27.43 29.85 (m) 81.18 105.76 98.66 104.07 100.88 102.01 101.80 107.79 101.47 110.08 102.22 103.87 18.94 104.13 106.92 104.70 108.98 101.95 104.63 104.57 IRI 3.05 3.08 3.16 3.26 3.25 3.27 3.2 3.87 4.2 4.36 5.64 5.2 5.18 5.16 3.86 3.82 3.86 3.97 3.94 3.59 Bảng 3.5 Bảng vận tốc, quãng đường số IRI đo đường sân bay STT Vận tốc (km/h) 47.58 52.35 51.87 50.15 50.85 52.79 52.76 Quãng đường (m) 112.27 101.76 110.98 113.65 110.83 105.34 104.67 IRI 2.27 2.73 2.89 3.12 2.16 2.45 2.77 STT 62 63 64 65 66 67 68 Vận tốc (km/h) 32.21 51.3 55.7 59.43 62.1 61.29 59.01 Quãng đường (m) 102.19 102.35 112.14 100.05 104.17 103.18 113.97 IRI 2.62 2.42 3.46 2.18 2.39 3.74 2.31 82 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 52.08 50.7 51.48 53.08 55.75 58.79 63.51 65.8 60.82 57.82 53.15 52.48 52.05 44.87 35.86 40.78 41.2 49.14 57.93 54.33 52.35 52.39 52.39 54.01 58.59 59.25 52.97 52.84 54.83 56.14 57.81 56.94 54.5 55.39 56.58 57.23 57.98 61.01 63.33 62.96 59.54 58.35 111.88 110.34 113.86 100.23 107.25 114.51 104.96 110.44 100.76 112.49 102.24 100.44 103.35 108.65 108.50 101.73 103.37 112.41 113.64 104.43 102.19 102.57 102.27 104.99 113.78 112.13 103.14 104.05 109.19 111.13 113.72 108.06 103.26 108.74 110.65 111.33 111.07 102.47 104.92 104.50 114.78 114.00 2.48 2.29 2.02 3.03 2.59 2.4 2.06 2.55 2.89 2.27 2.22 1.95 2.5 3.62 3.4 3.63 3.76 2.18 2.64 3.18 3.56 2.66 2.71 2.25 3.25 3.99 3.14 3.67 2.5 3.86 2.45 2.77 2.55 3.51 3.16 2.47 2.45 2.43 3.2 2.3 2.51 3.16 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 58.2 56.45 58.18 58.78 58.62 59.14 60.13 60.3 56.85 53.1 53.79 59.27 63.42 66.39 69.65 69.83 64.64 58.56 52.18 52.78 57.66 58.4 52.77 53.22 58.01 59.09 54.05 48.39 34.9 39.35 38.82 35.39 39.06 48.29 55.35 54.2 54.76 56.16 56.49 56.46 55.57 14.25 113.29 109.88 113.54 113.04 113.52 116.75 100.39 116.69 109.35 102.89 105.72 116.76 106.74 10.89 17.46 116.81 106.47 112.28 101.04 102.28 112.17 113.95 100.55 104.18 116.29 114.30 105.56 104.36 101.79 108.42 100.43 100.02 103.94 112.93 112.43 105.36 107.05 109.54 108.36 112.56 107.01 19.15 2.42 3.15 2.45 2.22 2.14 2.83 2.14 3.15 2.65 2.33 2.47 2.38 3.74 2.1 1.59 2.84 2.79 2.43 2.44 3.65 3.75 2.79 3.03 2.23 2.36 3.46 2.23 2.75 2.89 2.87 3.08 3.46 2.83 3.12 2.63 2.75 2.24 2.21 3.12 2.03 2.06 83 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 58.28 57.73 57.22 56.72 57.29 57.11 57.03 57.34 57.21 45.55 31.96 20.14 113.90 113.11 111.43 108.91 112.85 112.29 112.55 111.81 110.70 106.35 100.57 57.84 3.14 3.71 3.26 3.27 2.23 2.75 2.3 2.48 2.64 2.46 2.81 2.68 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 31.84 49.02 52.87 51.85 55.31 56.39 57.16 55.38 54.89 56.18 59.85 60.41 50.12 109.36 109.29 104.29 115.02 104.21 109.77 110.71 108.27 108.59 109.92 101.91 114.01 106.98 2.68 2.26 2.61 2.68 3.04 3.08 2.96 2.5 2.27 2.25 2.43 2.1 3.09 Từ số liệu bảng ta có biểu đồ thể số IRI đoạn tuyến Hình 3.7: 84 Hình 3.7 Biểu đồ số IRI tuyến đường Tỉnh lộ 334 – huyện Vân Đồn Đánh giá chất lượng tuyến đường tỉnh lộ 334 – huyện Vân Đồn: - Đoạn tuyến tỉnh lộ 334 – Vân Đồn có số IRI trung bình theo chiều 3,465 chiều 3,326 Nhận xét: Chỉ số IRI = 3,465 IRI = 3,326 nằm ngưỡng cho phép theo TCVN 8865 : 2011 bảng ≤ IRI