ضوضاء الطريق

يُعدّ ضجيج الطرق الشكل الأكثر شيوعاً للضوضاء البيئية . في الصورة: ساو باولو ، البرازيل.
ضوضاء الطريق داخل فيينا، النمسا (2023)

ضجيج الطرق هو الصوت المنبعث من المركبات ، ويشمل احتكاك الإطارات بسطح الطريق ، وصوت المحرك /ناقل الحركة، والقوى الديناميكية الهوائية، وعناصر الكبح ، وتحديدًا صفارات الإنذار الخاصة بالشرطة والإسعاف والإطفاء، ومضخمات صوت أنابيب العادم، [ 1 ] وأبواق السيارات والموسيقى. وقد وُجد أن ضجيج الإطارات المتدحرجة على الطرق المعبدة هو المساهم الأكبر في ضجيج الطرق السريعة، ويزداد مع زيادة سرعة المركبة. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

في الدول المتقدمة والنامية ، تُساهم ضوضاء الطرق بنسبة كبيرة من إجمالي التلوث الضوضائي المجتمعي . وفي الولايات المتحدة، تُساهم هذه الضوضاء في التعرض للضوضاء البيئية أكثر من أي مصدر ضوضاء آخر [ 5 ] .

تاريخ

بدأ قياس ضوضاء الطرق على نطاق واسع في ستينيات القرن الماضي، مع ازدياد أهمية النمذجة الحاسوبية لهذه الظاهرة. وبعد إقرار قانون السياسة البيئية الوطنية وقانون مكافحة الضوضاء ، [ 6 ] ارتفع الطلب على التحليلات التفصيلية بشكل كبير، وبدأ صناع القرار بالاستعانة بخبراء الصوتيات للحصول على إجابات بشأن تخطيط الطرق الجديدة وتصميم حلول الحد من الضوضاء .

أظهرت الدراسات أن الحظر الجزئي على دخول المركبات الآلية إلى المناطق الحضرية له تأثير ضئيل على خفض مستويات الضوضاء (كما سيتضح من دراسات النمذجة اللاحقة)؛ فعلى سبيل المثال، أدى الحظر الجزئي في غوتنبرغ، السويد، إلى انخفاض طفيف للغاية في مستويات الضوضاء. [ 7 ]

لم تسعَ قوانين تنظيم الضوضاء في الاتحاد الأوروبي واليابان بشأن ضوضاء الإطارات ومجموعة نقل الحركة إلا إلى تقليل الضوضاء بمقدار 3  ديسيبل تقريبًا، ولن تدخل حيز التنفيذ إلا ببطء لأن عددًا قليلاً من المركبات القديمة الأكثر ضوضاءً يمكن أن تهيمن على المشهد الصوتي.

شهدت السبعينيات انخفاضات طفيفة في ضوضاء المركبات عندما فرضت الولايات والمقاطعات قوانين بشأن المركبات غير المزودة بكواتم صوت.

لم يتغير مستوى ضجيج أسطول المركبات كثيرًا خلال العقود الثلاثة الماضية؛ ومع ذلك، إذا استمر الاتجاه نحو استخدام المركبات الهجينة ، فسيحدث انخفاض ملحوظ في مستوى الضجيج، لا سيما في نطاق حركة المرور التي تقل سرعتها عن 35 ميلاً في الساعة. تتميز المركبات الهجينة بهدوئها الشديد عند السرعات المنخفضة، مما قد يشكل خطرًا على سلامة المشاة عند الرجوع للخلف أو المناورة أثناء ركن السيارة (ولكن ليس عند السير للأمام)، [ 8 ] ولذلك تُزود عادةً بأصوات تنبيه خاصة بالمركبات الكهربائية .

الأسباب

سرعة

يتأثر ضجيج عمليات المرور بشكل كبير بسرعات المركبات، حيث تتضاعف طاقة الصوت تقريبًا لكل زيادة قدرها عشرة أميال في الساعة في سرعة المركبة؛ ويحدث استثناء لهذه القاعدة عند السرعات المنخفضة جدًا حيث يهيمن ضجيج الكبح والتسارع على الضجيج الديناميكي الهوائي.

المركبات

طريق في هونغ كونغ يُسبب ضوضاءً للأراضي المجاورة.

تُساهم الشاحنات بنسبة كبيرة من الضوضاء، ليس فقط بسبب محركاتها الضخمة، بل أيضاً بسبب ارتفاع مدخنة الديزل ومقاومة الهواء . عادةً ما تكون الضوضاء الداخلية مرتفعة داخل المركبات المتحركة؛ في الواقع، لا يدرك الركاب عموماً أن هذه المستويات عالية، لأن تجربة السائقين جعلتهم يتوقعون مستويات تتجاوز 65 ديسيبل .

الأسطح

تساهم أنواع أسطح الطرق في اختلاف مستويات الضوضاء. ومن بين أنواع الأسطح الشائعة في المدن الحديثة، يوجد فرق 4  ديسيبل بين أعلى مستوى ضوضاء وأقلها: الطرق ذات الطبقة السطحية الخشنة والطرق المحززة هي الأعلى ضوضاءً ، والأسطح الخرسانية بدون فواصل هي الأقل ضوضاءً، والأسطح الإسفلتية متوسطة الضوضاء.

الأسفلت المطاطي (المصنوع من إطارات قديمة معاد تدويرها) أكثر هدوءًا ويُستخدم على نطاق واسع. قد تُساهم أسطح الطرق المرنة المسامية التجريبية (PERS) في خفض ضوضاء الطريق إلى النصف. تُصنع أسطح الطرق المرنة المسامية التجريبية (PERS) بإضافة إطارات مطحونة إلى مادة رصف الأسفلت. [ 9 ]

أظهرت الدراسات أن حفر أخاديد طولية في الرصيف يقلل من الضوضاء. [ 10 ] [ 11 ]

الإطارات

قد تُسبب أنواع الإطارات  اختلافات تصل إلى 10 ديسيبل (A) في مستوى الضوضاء، وذلك استنادًا إلى عينة من 100 إطار متوفر تجاريًا أُجريت عام 2001. وحتى عام 2001، لم تكن هناك علاقة بين التماسك ومستوى الضوضاء. وقد تتميز الإطارات الأكثر هدوءًا بمقاومة دوران أقل قليلًا. [ 12 ] وقد انتشر استخدام ملصقات الإطارات التي تُحدد مستوى الضوضاء والتماسك ومقاومة الدوران على نطاق واسع في أوروبا، مع فرض ضرائب على الإطارات الصاخبة.

الهندسة

تتداخل هندسة الطريق مع التضاريس المحيطة به، إذ يتأثر انتشار الصوت بالهندسة العامة، ويجب مراعاة الانعراج (انحناء الموجات الصوتية حول العوائق)، والانعكاس ، وتوهين الموجات الأرضية ، وفقدان الانتشار، والانكسار . تشير مناقشة بسيطة إلى أن الصوت سيضعف عندما يحجب التضاريس مساره، أو سيتعزز إذا كان الطريق مرتفعًا بما يكفي لبث الصوت؛ ومع ذلك، فإن تعقيدات التفاعل بين المتغيرات كبيرة جدًا، ما يجعل هناك العديد من الاستثناءات لهذه الحجة البسيطة.

رياح

تكتسب الأرصاد الجوية الدقيقة أهمية بالغة لأن الموجات الصوتية يمكن أن تنكسر بفعل تدرجات الرياح أو الطبقات الحرارية ، مما يؤدي فعلياً إلى تجاهل تأثير بعض الحواجز الصوتية أو التدخلات التضاريسية. [ 3 ]

عوائق

تُعد هندسة هياكل المنطقة مدخلاً مهماً، حيث أن وجود المباني أو الجدران يمكن أن يحجب الصوت في ظل ظروف معينة، ولكن الخصائص العاكسة يمكن أن تزيد من طاقة الصوت في مواقع أخرى.

نماذج الحاسوب

على المستوى الكلي، هناك حاجة إلى إجراء بحوث مستمرة من أجل الاستجابات الوطنية والعالمية لتلوث الضوضاء على الطرق - وتشمل القضايا خيارات سطح الطريق، وتنظيم وفرض الضرائب على التصاميم الصاخبة، والفحص المستمر للمركبات الفردية.

على المستوى الجزئي لإدارة الطرق، ونظرًا لتعقيد المتغيرات المذكورة آنفًا، فمن الضروري إنشاء نموذج حاسوبي قادر على تحليل مستويات الصوت في محيط الطرق. ظهرت أولى النماذج الفعّالة في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات، حيث تناولت مصدر الضوضاء الخطي (مثل الطريق). وكان من أبرز فرق البحث في هذا المجال فريقا BBN في بوسطن و ESL في ساني فيل، كاليفورنيا . وقد طوّر كلا الفريقين نماذج رياضية معقدة لدراسة تصاميم الطرق البديلة، وعمليات المرور، واستراتيجيات الحد من الضوضاء في أي بيئة. لاحقًا، شاع استخدام تعديلات النماذج بين إدارات النقل في الولايات ومخططي المدن، إلا أن دقة النماذج الأولى لم تشهد تغييرًا يُذكر على مدى أربعين عامًا.

عمومًا، تتتبع النماذج حزم الأشعة الصوتية وتحسب فقدان الانتشار بالإضافة إلى تباعد (أو تقارب) حزم الأشعة الناتج عن ظواهر الانكسار. يُعالج الانعراج عادةً بإنشاء مصادر ثانوية عند أي نقاط ذات تضاريس أو أشكال بشرية حادة (مثل حواجز الضوضاء أو أسطح المباني). يمكن معالجة الأرصاد الجوية بطريقة إحصائية تسمح ببيانات فعلية لبيانات اتجاه الرياح وسرعة الرياح (إلى جانب بيانات الطبقة الحرارية). كما حاولت نماذج حديثة التنبؤ بمستويات تلوث الهواء المحلي بناءً على تحليل ترددات محددة مرتبطة بضوضاء الإطارات والمحركات. [ 13 ]

دراسات حالة في تصميم الطرق

في إحدى الحالات المبكرة المثيرة للاهتمام، تنافس نموذجان رائدان في مجال هندسة الصوت، وذلك في مشروع توسيع طريق نيوجيرسي السريع من ستة إلى اثني عشر مسارًا. وقد مثّل نموذجا BBN [ 14 ] و ESL [ 15 ] طرفي نقيض في قضية حُسمت أمام المحكمة العليا في نيوجيرسي. وتُعدّ هذه القضية، التي رُفعت في أوائل سبعينيات القرن الماضي، من أوائل الأمثلة في الولايات المتحدة التي شارك فيها علماء الصوتيات في تصميم طريق سريع رئيسي. وقد مكّنت النماذج المحكمة من فهم تأثيرات هندسة الطريق (العرض في هذه الحالة)، وسرعات المركبات، وحواجز الضوضاء المقترحة ، والمسافة الفاصلة بين المباني السكنية وأنواع الرصف. وكانت النتيجة حلاً وسطًا تضمن تخفيفًا كبيرًا لآثار التلوث الضوضائي.

تضمنت إحدى القضايا المبكرة الأخرى مقترح تمديد الطريق السريع 66 عبر أرلينغتون، فيرجينيا . رفعت " مجموعة أرلينغتون للنقل" دعوى قضائية ضد وزارة النقل في فيرجينيا بدعوى تلوث الهواء والضوضاء والإزعاج الذي يلحق بالأحياء السكنية. ولتحليل ضوضاء الطريق، استخدمت المجموعة نموذج ESL، وكسبت القضية جزئيًا بفضل مصداقية النموذج الحاسوبي. أُعيد النظر في القضية بعد عقد من الزمن، وتم الاتفاق على تصميم مُصغّر للطريق السريع مع إضافة عنصر النقل العام وتدابير واسعة النطاق للحد من الضوضاء.

وقد ظهرت حالات مماثلة لاحقة في جميع الولايات، سواء في الدعاوى القضائية أو في عمليات تخطيط وتصميم الطرق السريعة الروتينية. وقد أدرك كل من الجمهور والجهات الحكومية أهمية علم الصوتيات في توفير رؤى مفيدة لعملية تصميم الطرق.

منظور عالمي

حاجز صوتي في ملبورن، أستراليا
حاجز صوتي على الطريق السريع A16 بالقرب من دوردريخت، هولندا

حتى في غياب التنظيم، توجد ضغوط اقتصادية فردية قوية تدفع نحو امتلاك سيارات أكثر هدوءًا، إذ يرى المالكون وأصحاب العمل أن السيارات الهادئة أكثر فخامة وأقل إرهاقًا. وتشجع المتطلبات التنظيمية الأكثر صرامة في الاتحاد الأوروبي واليابان على تصميم سيارات أكثر هدوءًا حتى في الدول غير الخاضعة للتنظيم، لأن معظم مصنعي السيارات يطمحون إلى تحقيق مبيعات عالمية. من جهة أخرى، قد يفضل مالكو الدراجات النارية والسيارات ذات أنظمة الصوت العالية جدًا والسيارات الرياضية أن تكون سياراتهم أعلى صوتًا (على الأقل عند التوقف أو السرعات المنخفضة)، ولا يمكن السيطرة على هذا الضجيج (الذي غالبًا ما ينتج عن أنظمة عادم معدلة) إلا من خلال الفحص المستمر والعقوبات.

خلصت العديد من الدراسات إلى أن الحد من تلوث الضوضاء المرورية منخفض التكلفة أو فعال من حيث التكلفة. وتشمل هذه الدراسات النظر في انخفاض قيمة العقارات المتأثرة بالضوضاء، وتكاليف إعالة السكان المنتشرين الذين يحاولون "الابتعاد عن كل هذه الضوضاء"، وزيادة تكاليف الرعاية الصحية التي تُعزى إحصائياً إلى بيئة أكثر ضوضاءً .

بدأت التكنولوجيا الأوروبية في محاكاة نهج الولايات المتحدة في معالجة ضوضاء الطرق بحلول ثمانينيات القرن العشرين، على الرغم من أن المتطلبات الوطنية لدراسات الضوضاء لا تزال عمومًا أقل صرامة من نظيرتها الأمريكية. في الدول النامية، يُمثل التلوث الضوضائي الناتج عن المركبات تأثيرًا كبيرًا، لكن التقنيات ليست متطورة كما هي في الدول الغربية. على سبيل المثال، تُوضح دراسة حديثة من إيران مستوى التكنولوجيا الذي واجهته الولايات المتحدة في ستينيات القرن العشرين. [ 16 ] وقد اقترح الاتحاد الأوروبي مؤخرًا مجموعة من متطلبات إطارات المركبات، على غرار تلك التي طُبقت في الولايات المتحدة في سبعينيات القرن العشرين. [ 17 ]

جهاز قياس مستوى الصوت يسجل ضوضاء المرور في مومباي.

في مدينة مومباي بالهند، يُعتبر الإفراط في استخدام أبواق السيارات والضوضاء المرورية مصدر إزعاج كبير. أطلقت الشرطة المحلية برنامجًا تجريبيًا في عام 2020 لربط مدة الإشارة الحمراء بجهاز استشعار الضوضاء المحيطة، ما يؤدي إلى زيادة مدة الإشارة الحمراء إذا تجاوزت الضوضاء المحيطة الناتجة عن حركة المرور الحدود المسموح بها. ويهدف هذا الإجراء إلى الحد من استخدام أبواق السيارات. [ 18 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. كرايسل. "معزز صوت عادم السيارة، صفارة توربو، مقاس عالمي، محاكي صوت توربو من سبائك الألومنيوم، يُحسّن صوت محرك السيارة، سهل التركيب - مقاس XL" . Amazon.com . مؤرشف من الأصل في 9 مايو 2026.
  2. "ضوضاء احتكاك الإطارات بالرصيف | التحكم بالصوت" . soundcontroltech.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 فبراير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 فبراير 2017 .
  3. 1 2 هوجان، سي. مايكل (سبتمبر 1973). "تحليل ضوضاء الطرق السريعة". مجلة تلوث المياه والهواء والتربة . 2 (3): 387-392 . Bibcode : 1973WASP....2..387H . doi : 10.1007/BF00159677 . S2CID 109914430 . 
  4. ^ خيمينيز أوريبي، داماريس أ. دانيلز، داروين؛ فليمينغ، زوي L.؛ فيليز-بيريرا، أندريس م. (يناير 2021). "ضجيج حركة المرور على الطريق السياحي في مدينة سانتا مارتا" . العلوم التطبيقية . 11 (16): 7196. دوى : 10.3390/app11167196 . ردمك 2076-3417 . 
  5. لجنة الأشغال العامة بمجلس الشيوخ، قانون مكافحة التلوث الضوضائي لعام 1972، تقرير مجلس الشيوخ رقم 1160، الدورة الثانية والتسعون للكونغرس
  6. القانون العام رقم 92-574، 86 Stat. 1234 (1972) قانون مكافحة التلوث الضوضائي لعام 1972، تم تعديل التدوين في 42 USC 4901-4918 (1988)
  7. جلسات استماع عامة بشأن الحد من الضوضاء ومكافحتها، المجلدات 7-8 . الولايات المتحدة. مكتب الحد من الضوضاء ومكافحتها. 1972. ص 81. تم الاطلاع عليه في 30 نوفمبر 2010 . 
  8. "حوادث اصطدام المشاة وراكبي الدراجات الهوائية بالمركبات الكهربائية الهجينة" (ملف PDF) . الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة . سبتمبر 2009. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 22 نوفمبر 2009. تاريخ الاطلاع: 5 أكتوبر 2009 .التقرير الفني DOT HS 811 204
  9. "مجلة الإيكونوميست" . 30 يونيو 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يوليو 2013 .
  10. "تأثير نسيج سطح الرصف على ضوضاء المرور" (ملف PDF) . قسم خدمات البحوث، وزارة النقل في مينيسوتا. ديسمبر 2010. تاريخ الاطلاع: 24 أغسطس 2017 .
  11. كاثرين وايلي (5 أكتوبر 2016). "حلٌّ "رائع" لمشكلة ضوضاء الطريق السريع I-10 . هيوستن: قناة KTRK-TV . تاريخ الاطلاع: 24 أغسطس 2017 .
  12. ساندبرغ، أولف. "ضوضاء الإطارات/الطريق - خرافات وحقائق" (ملف PDF) . المؤتمر والمعرض الدولي لهندسة التحكم في الضوضاء لعام 2001، لاهاي، هولندا، 27-30 أغسطس 2001. تاريخ الاسترجاع: 25 يوليو 2013 .
  13. ديكونينك، ل؛ بوتيلدورين، د؛ إنت بانيس، ل؛ هانكي، س؛ جاين، ج؛ كارتيك، س؛ مارشال، ج (2015). "إمكانية تطبيق نموذج قائم على الضوضاء لتقدير التعرض لمركبات الكربون الأسود وتركيزات عدد الجسيمات في ثقافات مختلفة أثناء حركة المرور" . مجلة البيئة الدولية . 74 : 89-98 . Bibcode : 2015EnInt..74...89D . doi : 10.1016/j.envint.2014.10.002 . hdl : 1854 / LU-5915838 . PMID 25454224. S2CID 34315586 .  
  14. جون شاديلي، التحليل الصوتي لمشروع توسيع طريق نيوجيرسي السريع بين راريتان وإيست برونزويك ، بولت بيرانيك ونيومان، 1973
  15. سي إم هوجان وهاري سيدمان، التأثيرات الصوتية لمشروع توسعة هيئة الطرق السريعة في نيوجيرسي المقترح عبر إيست برونزويك، شركة ESL، 1973
  16. م. وزيري. دراسة عن تلوث الضوضاء على الطرق السريعة في طهران . طهران، إيران.
  17. "مراجعة مجلس أبحاث النقل لتقدم الاتحاد الأوروبي في مجال مكافحة الضوضاء" . trb.org.
  18. جيتلمان، جيفري (4 فبراير 2020). "شرطة مومباي تخدع السائقين الذين يطلقون أبواق سياراتهم" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 فبراير 2020 .