WEST LAFAYETTE, Ind. - Инновационные типы тротуаров помогут снизить шум от движения на автомагистралях будущего, предполагает начальное исследование с использованием новой, единственной в своем роде машины, изготовленной на заказ для Университета Пердью.
«Эта работа в конечном итоге приведет к более точному пониманию причин дорожного шума», - сказал Роберт Бернхард, содиректор Института безопасных, тихих и надежных автомобильных дорог Purdue. «Конечная цель - создать более тихие тротуары и шины, потому что шум от шоссе является основным раздражителем окружающей среды."
Круговая машина весом 38 000 фунтов и диаметром 12 футов, разработанная в Purdue, позволяет тестировать многочисленные типы поверхностей и составов дорожного покрытия в сочетании с различными конструкциями шин. Изогнутые участки тестового покрытия соединяются вместе, образуя круг, и две шины катятся по поверхности с разной скоростью, в то время как микрофоны и другие датчики записывают шум и данные.
Поскольку никакое другое оборудование в Соединенных Штатах не может тестировать любую комбинацию дорожных покрытий и шин, исследователи ожидают, что их новый прибор для испытаний шин/дорожных покрытий предоставит множество данных, сказал Бернхард, профессор машиностроения и директор Исследовательского центра. Ray W. Herrick Laboratories в Purdue.
В отличие от большинства другого испытательного оборудования, машина Purdue сконструирована таким образом, что тестовые образцы дорожного покрытия остаются неподвижными, пока шины катятся по поверхности. Сохранение тротуаров неподвижными имеет решающее значение для точного воспроизведения реальных дорожных условий. Многие другие машины используют конструкцию, в которой стационарная шина движется поверх стальных роликов с электроприводом.
Катки не могут быть сделаны из настоящих тротуаров, потому что вращательное движение приведет к разрушению тротуаров. Стальные катки покрыты различными поверхностями, но эти поверхности не обладают точными характеристиками настоящего дорожного покрытия, а менять поверхности для новых экспериментов сложно.
Исследователи также измеряют шум на шоссе, буксируя шину за транспортным средством. Этот метод, однако, ограничен типом покрытия, которое имеется на существующих дорогах или испытательных трассах, и на результаты испытаний влияют неконтролируемые условия окружающей среды, такие как другое движение, шум ветра и переменчивая погода. Инженеры Purdue могут анализировать различные типы дорожных покрытий, меняя образцы для испытаний, а эксперименты можно проводить в лаборатории, где тщательно контролируются акустика, температура и другие условия окружающей среды.
«Мы можем сделать то, что никто другой не может, - это протестировать широкий спектр дорожных покрытий и шин таким образом, чтобы выявить точные причины дорожного шума», - сказал Бернхард.
Предварительные выводы были впервые обсуждены 25 марта во время 89-й школы Purdue Road School, ежегодного собрания государственных чиновников, экспертов по дорожному движению и инженеров для обсуждения ряда транспортных вопросов. Отчет о первых результатах доступен в Интернете по адресу
Инженеры первоначально использовали машину для тестирования трех типов бетонных поверхностей - гладких, текстурированных и пористых - и четырех конструкций шин, которые имели разную степень жесткости в боковинах и протекторных лентах, или стальные брекеры, окружающие шина под гусеницами.
Группа из пяти микрофонов записывала уровни шума на разных расстояниях и на нескольких частотах или тонах, исходящих от границы раздела шины и дорожного покрытия.
«Между тремя покрытиями были довольно значительные различия, но мы не увидели практически никакой разницы в звуковом излучении шин», - сказал Бернхард.«Все четыре шины были почти одинаковыми, а это означает, что протестированные нами боковины и протекторные ленты не оказали большого влияния на шум шин. Однако другие характеристики шин, такие как используемые резиновые смеси, могут иметь большее значение. эффект в контроле шума."
Предварительная информация показала, что пористое дорожное покрытие создавало наименьший шум.
«Мы думаем, что некоторые элементы дорожного покрытия и шин усиливают звук, но мы на самом деле еще не до конца это понимаем», - сказал Бернхард.
Необходима дополнительная работа, чтобы выяснить, как именно генерируется шум. Вскоре исследователи начнут тестировать шины и тротуары со встроенными датчиками, которые предоставят больше данных о шумообразовании.
«Мы собираемся выяснить, что происходит на стыке шины и дорожного покрытия», - сказал Бернхард.
У инженеров есть несколько теорий основных причин дорожного шума. Согласно одной из теорий, когда блоки протектора шины ударяются о дорожное покрытие, резиновые блоки вибрируют, излучая шум.
«Мы хотим выяснить, действительно ли гусеница вибрирует, и если да, то с какой частотой», - сказал Бернхард.
Другая теория заключается в том, что канавки между блоками протектора действуют как крошечные органные трубы, когда шина вращается, производя шум. Еще одна теория состоит в том, что блоки протектора на мгновение прилипают после удара о тротуар, создавая шум, когда они отрываются от поверхности.
Машина Purdue стоимостью около 250 000 долларов США была оплачена за счет комбинации средств, включая деньги Министерства транспорта США, контракты с несколькими шинными компаниями и подарок от Ford Motor Co.