Finestum - Rail Baltic läbi müra ja vibratsiooni vaatevinkli

Raido Kivikangur

RAIL BALTIC LÄBI MÜRA JA VIBRATSIOONI VAATEVINKLI LÕPUTÖÖ

Ehitusteaduskond Teedeehituse eriala

Tallinn 2014

SISUKORD

SISSEJUHATUS ............................................................................................................................. 5 1.

RAIL BALTIC ........................................................................................................................ 7

2.

MÜRA................................................................................................................................... 10 2.1 Keskkonnamüra ................................................................................................................... 11 2.2 Raudteemüra ........................................................................................................................ 11 2.3 Probleemi olemus ................................................................................................................ 12 2.4 Müra kahjulik mõju tervisele ............................................................................................... 12 2.5 Eestis kehtivad normid ja rööbastee veeremile esitavad Euroopa normid.............................. 15 2.5.1 Müra normväärtuste defineerimine ................................................................................ 17 2.5.2 Ekvivalentne heli tase.................................................................................................... 18 2.5.3 Müra TSI ...................................................................................................................... 18 2.6 Müra tekkimine raudteel ...................................................................................................... 21 2.6.1 Veeremi ja rööpa kokkupuutest tekkiv müra .................................................................. 22 2.6.2 Müra modelleerimine Rail Balticul................................................................................ 23 2.6.3 Hindamismetoodika ...................................................................................................... 27 2.7 Müra leevendamise võimalused ........................................................................................... 28 2.7.1 Müratõkked................................................................................................................... 28 2.7.2 Madalad müratõkked ..................................................................................................... 32 2.8.3 Kummipuksid ............................................................................................................... 34

3. VIBRATSIOON ........................................................................................................................ 38 3.1 Vibratsioon raudtee kontekstis ............................................................................................. 39 3

3.1.1 Vibratsioonist põhjustatud müra .................................................................................... 42 3.2 Vibratsiooni toime sisu ja ohtlikkus inimesele ...................................................................... 45 3.3 Vibratsiooni piirnormid ........................................................................................................ 47 3.4 Vibratsiooni mõju hoonetele ................................................................................................ 50 3.5 Vibratsiooni vähendamine ja leevendamise võimalused ....................................................... 54 3.5.1 Ballastimatt ................................................................................................................... 60 KOKKUVÕTE .............................................................................................................................. 65 SUMMARY .................................................................................................................................. 66 VIIDATUD ALLIKATE LOETELU ............................................................................................. 67 Lisa 1. Müratõke Muuga sadamas ............................................................................................. 70 Lisa 2. Tartu Tamme staadioni müratõke .................................................................................. 71 Lisa 3. Kiirrong X 2000 ............................................................................................................ 72 Lisa 4. Regionaalrong Desiro ML ............................................................................................. 73 Lisa 5. Kaubarong CSH ............................................................................................................ 74 Lisa 6. Rongist tuleneva müra jaotus ......................................................................................... 75 Lisa 7. Müra modelleerimine ennem ja pärast müratõkete paigaldamist ..................................... 76

4

SISSEJUHATUS Lõputöö teemaks on valitud „Rail Baltic läbi müra ja vibratsiooni vaatevinkli”.

Hetkel on Rail Baltic väga aktuaalne ning laia kõlapinda leidev teema nii Eesti Vabariigi piires kui ka muudes selle suure infrastruktuuri potentsiaalse rajamisega seotud riikides.

Käesolevas lõputöös keskendub autor eelkõige 2013. aastal toimunud avalike arutelude üheks peamiseks murekohaks olnud teemadele: uue raudteega kaasnevale mürale ja vibratsioonile. Kuna Eesti on üldiselt hajaasustusega maa, siis tuleb eespool mainitud probleemide käsitlemisel tihti tegeleda ka üksikutele elamutele ja kompleksidele kehtivate normide tagamisega.

Töös tuuakse välja, miks on potentsiaalse müra ja vibratsiooni leviku käsitlemine tähtis, tuuakse välja autori arvates efektiivsemad meetodid, kuidas antud probleemidega tegeleda. Lisaks annab autor ülevaate müra ja vibratsiooni olemusest eelkõige raudteede kontekstis. Käesoleva lõputöö eesmärk on kaardistada müra ja vibratsiooni probleemi olemasolu tõsidus ning käsitleda meetodeid, kuidas ja kas on võimalik mainitud probleeme vältida või märkimisväärselt leevendada. Töös on käsitletud ka hetkel kehtivaid müratasemeid ning välja on toodud erinevad standardid ja normid, millest lähtutakse uue raudtee planeerimisel.

Lõputöö käigus suhtles autor erinevate ehitusettevõtetega kodumaalt, kogus andmeid sarnaste projektide kohta naaberriikidest Rootsist ja Soomest. Püstitatud probleemi sügavamaks mõistmiseks suhtles käesoleva lõputöö autor pidevalt Rail Baltic planeerimisprotsessis kaasatud müra - ja vibratsiooniekspertidega.

Töö koostamise ja kirjutamise käigus kogus autor palju uusi teadmisi antud valdkondades ning kuna autor tegeleb ka ise Rail Balticu planeerimisprotsessiga, siis on lõputöö käigus saadud teadmised tulevikus kindlasti äärmiselt vajalikud ja asendamatud.

5

Lõputöö autor tänab kõiki lõputöö valmimisele kaasa aidanud inimesi. Eraldi soovib käesoleva töö autor välja tuua järgmised inimesed: Sven Sillamäe, Jüri Lavrentjev, Bronislav Štaškevits, Veiko Kärbla, Charlotta Faith-Ell.

6

1.

RAIL BALTIC

Rail Balticu projekti peamiseks eesmärgiks on luua ühendus Balti riikide ja ülejäänud Euroopa raudteevõrgu vahel. Maakonnaplaneeringute lahenduste tulemusena põhjal toimub Rail Balticu Euroopa piires levinud standardse rööpmelaiusega (1435 mm) raudtee rajamine Eesti territooriumil. Siiani on Balti riikide raudteesüsteem (rööpmelaius 1520 mm) mandri-Euroopa standarditega (rööpmelaius 1435 mm) praktiliselt ühildamatu, mistõttu on Euroopa tasandil eelnevalt otsustatud [1], et Balti riikide raudteetransport tuleb integreerida ülejäänud Euroopa Liidu raudteetranspordisüsteemi. [2] Erinevate rööpmelaiuste 1435 mm ja 1520 mm omavaheline ühendamine on tehniliselt keeruline ning nõuab mitmesuguseid erilahendusi. Üks võimalikke lahendusi on nn dual gauge lahendus [3]. Kuid üleminekukohad ühelt rööpmelaiuselt teisele nõuavad ka erilahendust nii infrastruktuurilt (infrastruktuurile tuleb luua „üleminekukohad“) kui ka sellel liikuvalt veeremilt (veeremi teljed peavad olema reguleeritavate sildadega), ning sellise lahenduse kasutamine piirab ligipääsu paljudele ettevõtetele ning ei too kaasa valitud eesmärgi täitumist.

Teiseks võimalikuks lahenduseks on 1435 mm rööpmelaiuselt siirduda 1520-le veeremite on alusvankreid vahetades. Selliseks toiminguks tuleb ehitata spetsiaalsed punktid, kus toimub vastava veeremi transportimine ühelt alusvankrilt teisele. Sarnaselt eelpool toodud lahendusega tekitab selline olukord ühest küljest küll võimaluse erinevaid rööpmelaiuseid omavahel ühendada, kuid piirab oluliselt läbilaskevõimet ning tänu spetsiaalsetele tehnilistele lahendustele ei täida jällegi Rail Balticu üldeesmärki - taastada kiire rongiühendus Euroopaga (vaata lisa 3-5).

Kolmandaks võimaluseks on asukohas, kus kaks erinevat rööpmelaiust omavahel kokku saavad ehitada ümberlaadimispunkt. Ühest küljest tekib sellise lahenduse puhul tohutu ajakulu ning tehnilise poole pealt võib suureks probleemiks osutuda Euroopa ja Vene vagunite ehituslik kandevõime suhteliselt suur erinevus. Nimelt on kaubaveeremid, mis liiguvad 1520 mm rööbasteel tunduvalt suurema kandevõimega (ligikaudu 60 – 70 tonni) kui seda on 1435 mm liikuvad kahe teljelised kaubaveeremid (20 – 30 tonni).

7

Ümberlaadimine kui tehniline lahendus, ei ole otstarbekas, kuna Euroopa kaubaveeremid on enamasti kaheteljelised ning nende kandevõime on vene rööpmelaiusega veeremitest oluliselt väiksem.

Rail Baltic raudteeliini planeerimisprotsessi ja hilisemalt planeeritud ehitamise eesmärk on luua toimiv raudteetaristu nii reisijate kui ka kaupade rahvusvaheliseks veoks. Reisijateveo seisukohalt on tegemist kiire rongiga, millel on peatused kavandatud ainult tiheda asustusega linnades.

Kavandatav trassikoridor peab üldjuhul võimaldama projekteeritavat sõidukiirust 240 km/h (Tallinna ja Pärnu piirkonnas on tõenäoliselt vajalik madalam sõidukiirus). Arvestades Euroopas toimuvaid pikaajalisemaid suundasid reisirongide kavandamisel, kaalutakse planeeringu käigus võimalust trassikoridori valikul arvestada hajaasutuses maksimumkiirusega 350 km/h. [3] Rail Baltic rööbastee planeerimise ja ehitamise eesmärk on luua rahvusvaheline elektrifitseeritud kiire rongiühendus, kuid hetkefaasis ei ole välistatud ka kohalik raudteeliiklus tulevikus. Töö käigus analüüsitakse rööbastee vaba läbilaskevõime ulatuses Rail Balticu trassi kasutamise võimalikkust kohaliku transpordi eesmärgil. Siiski ei tähenda see, et trassikoridori asukoha kindlaks tegemisel lähtutakse asustuse paiknemisest. Tulevikus on võimalik rajada „pargi ja reisi“ parklaid või muid taolisi lahendusi trassi lähedusse reisijate- ja kaubaveo korraldamiseks. Rail Balticu peamine ülesanne ei ole lahendada Eesti-sisese regionaalliikluse vajadusi. Kohaliku transpordi tarvis kavandatakse ka edaspidi eelkõige olemasoleva (1520 mm) raudtee kasutamist.

[3] Maakonnaplaneeringutega leitakse rööbasteele sobivaim trassikoridor, arvestades nii inimaspekti kui ka majanduslikku optimaalsust ja tehnilisest teostavusest.

Seoses raudtee põhjustatud müraga on Eestis hetkel olemasolevale raudteeinfrastruktuurile varasemalt tehtud mõned uuringud, kuid kahjuks ei õnnestunud käesoleva lõputöö autoril neid uuringuid lähemaks tutvumiseks enda valdusesse saada.

Eesti olemasoleval raudteeinfrastruktuuril on hetkel müratõkkeid kaheks kohas: Muuga sadamas ja Tartu linnas Riia tänava juures.

Muuga sadamas on müratõkke konstruktsioonina kasutatud betoonseina. Betoonsein on seal läbivalt 4 meetri kõrgune ning kogupikkuseks on ligikaudu 1,5 km (vaata Lisa 1).

8

Teine raudtee müratõkkesein asub Tartu linnas Riia tänava ja Väikse Kaare tänava vahelisel alal.

Tegemist on kergkonstruktsioonilise müratõkkeseinaga, mis on 675 m pikk ja 4 meetrit kõrge (vaata Lisa 2).

9

2.

MÜRA

Müra on inimkõrvale soovimatu heli, mille intensiivsust (tugevust) mõõdetakse detsibellides (dB).

Detsibellides väljendatud astmestik on logaritmiline. Seega järeldus: helitaseme kasvades kolme detsibelli võrra müra reaalne tugevus kahekordistub. Näiteks tavalise vestluse valjususe aste võib olla ligikaudu 55 dB ja karjumisel jääb vastav aste suurusjärku ligikaudu 75 dB. Erinevus on sellisel juhul 20 dB, kuid „karjumine“ on 40 korda intensiivsem. [4] Füüsikalises mõistes on müra paljude erinevate võnkesageduste ja intensiivsusega helide kaootiline segu. Võnkeid, mis on inimkõrva tajuvuse piiridest väljas (all- või üleval pool), nimetatakse vastavalt infra- ja ultraheliks. Heli sagedust f mõõdetakse hertsides (Hz) ja see iseloomustab võnkumise sagedust (võnke perioodide arvu) ajaühikus (sekundis). Mida kõrgem on heli sagedus, seda kõrgem on kuuldav toon. Kõrva tundlikkus on suurim helisagedusel vahemikus 2000…5000 Hz. Täiskasvanud inimene tajub heli 16…20 000 Hz, väikestel lastel ulatub see kuni 40000 Hz ja vanuritel langeb 8000…10000 ja alla selle. Infra- ja ultraheli asuvad väljaspool kuuldesagedust.

Kuigi inimese kõrvaga ei ole neid võimalik selliseid helisid kuulda, tekitavad nad siiski närvilisust ja ebamugavust. Helilaine pikkus λ (m) on helilainete levimisel õhus pikilainena tekkivate hõreduste ja tihenduste omavaheline vahekaugus. Kuuldavast helist tulenevad lainepikkused jäävad 21 m ja 17 mm vahele. Lainepikkused erinevate võnkesageduste puhul ja erinevates materjalides on toodud joonisel 18. Heli levimiskiiruseks v (m/s) nimetatakse keskkonnaosakeste liikumise kiirust helilaines. Õhutemperatuuri 20°C juures on heli levimiskiirus õhus 343 m/s. [5]

Joonis 1. Heli sagedused [5] 10

2.1 Keskkonnamüra Keskkonnamüra mõjualasse jääb palju inimesi ja see on üks olulisimaid eksisteerivaid keskkonnaprobleeme. Keskkonnamüra koosneb eelkõige erinevatest transpordiliikidest põhjustatud mitmesugustest

häiringutest.

Peamisteks

keskkonnamüra

allikateks

loetakse

autoliiklust,

raudteeliiklust, lennuliiklust ja sadamaid. Üldiselt on tendents, et mida suurem ja raskem on kasutatav transpordivahend, seda rohkem müra see tekitab, seda eelkõige just võrdluseks kergemate liiklusvahenditega [6]. Erandiks loetakse helikoptereid ja 2 ja 3-rattalised sõiduvahendid. Lisaks liigitatakse keskkonnamüra valdkonna alla ka erinev müra, mis tuleneb tööstusettevõtetest, karjääridest, vabaõhuüritustest vms. [7] Keskkonnamüra on katkematu ja paratamatu ning sellega puutub kokku tähelepanuväärne hulk elanikkonnast. Ligikaudu 22% Euroopa Liidu elanikkonnast mõjutatud müratasemetest, mis on terviseekspertide hinnangul liiga kõrge, st mis võib konstantsel kokkupuutel tekitada ärritust ning une- ja muid lisanduvaid tervisehäireid. Maailma Terviseorganisatsiooni hinnangul puutub ligi 40% Euroopa Liidu (EL) elanikkonnast kokku maanteeliikluse müratasemega rohkem kui 55 dB(A) ja ligikaudu 30% puutub öisel ajal kokku müratasemega rohkem kui 55 dB(A). Arenevates maades on transpordimüra samuti tõsine probleem - intensiivse liiklusega teedel on müra tase ööpäevas 75-80 dBA. [8]

2.2 Raudteemüra Raudteemüra on üks transpordimüra alaliikidest. Raudtee müra sõltub eelkõige rongi kiirusest, rongi massist, mootori tüübist, kubatuuridest, vagunitest, rööbastest ja nende alusest, rataste ja rööbaste ebatasasusest. Väikese horisontaalraadiusega kurvid, mis on tüüpilised linnatranspordile, annavad suurt kõrgsageduslikku müra, mis on tuntud kui rataste kirisemine. Müra tekib jaamades, kus töötavad mootorid, viled ja valjuhääldid, lisaks võib jaamas olla manööverdushoov. Kiirrongid põhjustavad kiirest liikumisest tingitud spetsiifilist müra. Tegemist ei ole impulssmüraga, mis lineaarselt ja kiiresti suureneb. Kiirusel üle 250 km/h (Rail Balticu trassi projektkiiruseks planeeritakse 240 km/h) kõrgsageduslik (vaata joonis 1) müra suureneb ja on sarnane lennukite mürale. Eriline probleem tekib tunnelites, orgudes või tsoonides, kus pinnase tingimused aitavad genereerida vibratsioone. Kuna üle maailma töötatakse pidevalt välja uusi ja aina võimsamaid tehnilisi lahendusi, siis võib tulevikus kiirrongide müra leviku tsoonide laienemine tekitada hulgaliselt probleeme. [6]

11

2.3 Probleemi olemus Müra kui probleem koosneb mitmest komponendist, mis summeeruvad ning võivad erinevates oludes inimorganismile avaldada erinevat mõju.

Müra võib avaldada inimesele mõju nii füüsiliselt kui psühholoogiliselt ning häirida igapäevaseid tegevusi, nagu magamine, lõõgastumine, õppimine ja kommunikatsioon. Kuigi müra mõju inimeste organismile on ammu teada, näitavad hiljuti teostatud uuringud, et mõju avaldub ka vaiksema kergekujulisema müra korral kui arvati seni. [8] Keskkonnamüra karakteristikud [6]: 

helirõhu väärtuse muutus ajas – minutite ja sekundite jooksul, perioodiliselt kuude lõikes, näiteks oluliselt ja marginaalse kiirusega muutuvat helirõhku põhjustab madalalt lendav reaktiivlennuk;



müra sagedus reguleerib müra mõju inimestele;



mürasündmuste arv on samuti lisanduv häiringutegur.

Müra karakteristikute kombinatsioon määrab keskkonnamüra mõju inimesele toime võib olla mitmekülgsete negatiivsete tagajärgedega. [6]

2.4 Müra kahjulik mõju tervisele Müra häirivuse all mõistetakse rahulikus meeleseisundis tuntavat ebameeldivustunnet. Häiringu tase ja inimeste kaebused sõltuvad mitmest aspektist: müra tugevusest, spektraalsetest omadustest, ajalisest kestvusest, korduvusest, amplituudist, tekkimise või lõppemise järskusest. [9] Olulisemad häirivuse taset mõjutavad tegurid [9]: 

üldine mürafoon (taustamüra),



millisel määral segab müra inimeste tegevust,



inimeste eelnev kogemus antud tüüpi müraga,



mürasituatsiooni toimumise kellaaeg või kuupäev,



inimeste subjektiivsed hirmud seoses antud müraallikaga,

12



inimeste teadlikkus konkreetse müraallika suhtes,



inimeste teadlikkus müra vähendamise võimaluste suhtes,



inimene viibimine siseruumis või väljas,



müraallikaga seotud teised aspektid (mitte ainult otsene mürahäiring) ja üldine hoiak müra tekitaja suhtes.

Müra

kahjulikkus

oleneb

müratasemest,

sagedusest,

iseloomust,

toimeajast,

inimese

individuaalsetest omadustest. Kõige ohtlikum on kõrgsageduslik (üle 1000 HZ) ja impulssmüra, eriti pikemaajalise toime korral. Enamasti on kõrgsageduslik ja mitmesuguste tonaalsetest komponentidest koosnev müra ebameeldivam ja ärritavam kui madalsageduslik (alla 800 Hz) ja pidevaspektriline müra. Kõige ebameeldivamaks peetakse muutuva tugevuse, intensiivsuse ja helisagedusega müra. Liiklusmüra on laiaspektriline ja kõrgsageduslike komponentide osakaal on suhteliselt väike. [9] Mürast tingitud negatiivsed mõjud inimestele [6]: 

kuulmise kahjustus,



kõne arusaadavus,



magamise häiring, unehäired,



toime südame-veresoonkonnale ja psühholoogiline efekt,



mõju vaimsele tervisele,



kahjustab töövõimet,



mõju inimeste käitumisele ja ärritatavusele.

Müra negatiivsed mõjud avaldusid uuringute käigus võrdselt naistel ja meestel. Müra suhtes tundlikku gruppi kuuluvad eelkõige rasedad, lapsed, vanurid, vaegurid. [9]

13

Tabel 1 Näited erinevate masinate ning tegevustega kaasnevast mürast. [10]

Müratase ( dBA)

Müraallikas

0

Inimese kuulmislävi

20-30

Vaikne sosistamine

30-40

Mõõdukas tuul

40

Elutuba

40

Tuulik 300-400 m kaugusel

50

Vihmasadu

50-60

Vestlus

60

Linnasisene kontor

60-65

Liiklus kõrvaltänaval

70-75

Tihe liiklus magistraaltänaval

85-90

Raskeveokite liiklus

100

Ketassaag, puur

110

Rokk-kontsert

120

Reaktiivlennuki start (hoovõturaja ääres)

130-140

Inimese valulävi

140

Tulirelvad ( 1 m kaugusel)

Tabel 1 paremaks mõistmiseks toob lõputöö autor välja fakti, mis ütleb, et valdav osa elanikest tunneb igapäevases elukeskkonnas häiriva faktorina konstantset mürataset alates 55-60 dB. Taolise tugevusega müra organismile otseselt kahjusid ei tekita, kuid võib põhjustada tuju langust ja sarnase öise müra puhul ka mitmesuguseid erinevaid unehäireid. Regulaarne müratase 60 dB võib häirida igapäevaseid toiminguid nagu mõtlemine ja keskendumine. [9] Konstantset mürataset 65 dB peetakse üldises olukorras talutava müra ülemiseks piiriks. 70 dB taustamüra raskendab suhtlemist ja kõnest arusaamist. Regulaarse paiknemise situatsioonides üle 75 dB tugevusega müratsoonis suurenevad elanike kaebused ja potentsiaalsed tervisehäired. Tervisele

14

äärmiselt negatiivseks peetakse regulaarset müra tugevusega üle 85 dB. Kuulmiselundi ainukordse kahjustuse riskipiiriks peetakse 130-140 dB tugevusega müra. [9] Tiheda liiklusega maanteede ääres esineb tavaliselt päeva keskmine mürafoon 70-75 dB, tipptunnil kohati isegi kõrgem. Kuna reeglina tavainimesed ei ela, paikne ega viibi pikemaajaliselt aladel, kus esineks inimtervisele ohtlikult kõrge müratase, keskenduvad mürauuringud peamiselt mürafooni võrdlemisele kehtestatud õiguslike normidega ja inimeste erinevate subjektiivsete kaebuste ning häiringute analüüsimisele. [9]

2.5 Eestis kehtivad normid ja rööbastee veeremile esitavad Euroopa normid Rail Balticu planeerimisel tuleb arvestada mitmete normidega, mis reguleerivad müratasemed. Ühest küljest rakenduvad rööbasteele Euroopas kehtivad müranormid ehk Noise TSI, teisest küljest on Eesti riigi siseselt paika pandud vastavad normid müra väärtustele. Sotsiaalministri määruses käsitletud tabel (Tabel 2) käsitleb transpordi müra üldiselt, eraldi müranorme raudteedele välja toodud ei ole.

Lähtudes Euroopa praktikast, siis tihti on Euroopa riikide müranormides välja toodud eraldi normid raudteeliiklusele. Ühe põhjusena on välja toodud raudteeliikluse eripära ja kõrgemad helitasemed.

Eesti Vabariigi õigusloomes sellist aspekti eraldi hetkel kehtivates regulatsioonides välja toodud ei ole.

Riigisiseselt on selleks regulatsiooniks sotsiaalministri määrus „Müra normtasemed elu-ja puhkealal, elamutes ning ühiskasutusega hoonetes ja müratasemete mõõtmise meetodid“. Ka Rail Balticu planeerimisprotsessis on selline kehtiv määrus võetud aluseks Eestis lubatavate müratasemete reguleerimisel. Sotsiaalministri määruses esitatud normide määramisel on kasutatud metoodikat, kus mõõtmine toimus 25 m kaugusel rööbastee teljest ja 2,5 m kõrgusel. [10] Vastava määruse § 1 lõige 1 ütleb, et määrus kehtestab müra normtasemed erinevates elamu, elamute ning ühiskasutusega hoonetes. Määrus käsitleb vastavaid piirnorme hoonete nii sise- kui välisterritooriumil. Määruse nõuded on täitmiseks nii linnade kui ka asulate planeerimisel ja elustiku korraldamisel. [10] Kooskõlas

eelpool

nimetatud

määrusele

jaotatakse

hoonestatud

ja

hoonestamata

alad

üldplaneeringu kontekstis järgmiselt [11]: I kategooria – kuuluvad erinevad puhkealad ja tervisehoiuasutused; 15

II kategooria – kuuluvad lasteaiad, koolid, spaad, linna pargid jne; III kategooria – kergem kategooria, kuhu kuuluvad segaalad nagu kaubandus-ja mitmesugused teenindushooned; IV kategooria – tööstusala.

Erinevates planeeringutes ja projekteerimisel kasutatakse allolevaid müra normtasemete liigitusi [11]: 

Taotlustase – Müra väärtus, mis regulaarses situatsioonis ei põhjusta erinevaid häiringuid.

Sellist taotlustaset kasutatakse erinevates ehitusprojektides ja müra modelleerimisel.

Olukorras, kus planeeritakse täiesti uuele alale, tuleb kindlasti kasutada käesolevat taotlustaset. Sõltuvalt konkreetsest olukorrast on võimalik taotlustasemele lisada asjakohane täpsustus. [11]



Piirtase – Müra väärtus, mille väärtusest kõrgemale minek põhjustab erinevaid häiringuid.

Sellise taseme tagamine tähendab üldjuhul inimestele vastuvõetavaid tingimusi. Sellist käsitlust kasutatakse olemasolevate piirkondade müra kaardistamisel. Situatsioonis, kus piirtase ületatakse, tuleb ette näha vastavaid meetmeid selle lahendamiseks. [11]



Kriitiline tase – Müra väärtus, mida kasutatakse välisterritooriumitel. Selline müra põhjustab intensiivset häiringut ja seda loetakse ebarahuldavaks tasemeks. Sellised tasemed on enamasti kehtestatud liiklusest tulenevale mürale, sellele lisandub erinevatel juhtudel ka tööstusmüra. Kui planeeritakse uusi hooneid, siis antud tase on keelatud. [11]

Eesti õigusruumis kasutatakse müra käsitlusalas peamiselt kaht väärtust: päevane (7.00–23.00) ja öine (23.00–7.00) tase. Müra määramisel tuleb eelkõige määrata päeva-õhtu-öömüraindikaator (Lday) ja öömüraindikaator (Lnight). [10]

16

Tabel 2 Liiklusest tulenevad müra normtasemed hoonestatud või hoonestamata aladel (L pA,eq,T, dB päeval/öösel) [10]

Ala kategooria üldplaneeringu alusel

Taotlustase uutel

I

II

III

looduslikud laste- ja segaala (elamud puhkealad ja õppeasutused, ja ühiskasutusega rahvuspargid, tervishoiu- ja hooned, puhke- ja hoolekandeasutu kaubandus-, tervishoiuasutust sed, elamualad, teenindus- ja e puhkealad puhkealad ja tootmisettevõtted pargid linnades ) ning asulates

IV tööstusala

50/40

55/45

60/50

65/55

Taotlustase olemasolevatel aladel

55/45

60/50

60/50

70/60

Piirtase olemasolevatel aladel

55/50

Kriitiline tase olemasolevatel aladel

65/60

planeeritavatel aladel

1

651/551 60/55

65/55

651/601

701/601

70/65

75/65

75/65

80/70

lubatud müratundlike hoonete sõidutee poolsel küljel

2.5.1 Müra normväärtuste defineerimine Olemasolevate hoonestusalade mürasituatsiooni kindlaks määramisel lähtutakse enamasti kehtivatest müra piirtasemetest, mis tagab rahuldavad vastavad tingimused. II kategooria müratundlikud alad, (siia kuuluvad lasteaiad, koolid, elamuajad vms) siin lubatud ekvivalentmüra

17

piirtase on 60 dB päeval ja 55 dB öösel, täpsustusena tuleb lisada, et hoonete tee poolsel küljel on lubatud 5 dB võrra kõrgem müratase. [9] Müra leviku tsoone on võimalik parandada vastava välisõhu strateegilise mürakaardi koostamisega.

Mürakaardi põhjal koostatakse situatsioonipõhine tegevuskava, mis loob eeldused, et seadusest tulenevad müranormid tagatakse (seda eelkõike just elamualadel ). [9] Tiheda asustusega segaalal (elamualad segamini loodusega) tuleks arvutuslikuks piirmääraks võtta 65 dB päeval ja 55 dB öösel, selline väärtus vastab taotlustaseme nõudele elamualade sõidutee poolsel küljel. [9] Müra vähendamise lahenduste väljatöötamisel tuleb tihedat koostööd teha ka kohalike omavalitsustega. Selline käitumisviis aitab hinnata müra vähendamise meetodite praktilisust konkreetses olukorras. Samuti on nii võimalik arvestada kõikide kohalike elanike huvide ja vajadustega. [9] 2.5.2 Ekvivalentne heli tase Heli intensiivsus modifitseerub ajast sõltuvalt. Keskmise helitaseme määramisel peetakse kõige tähtsamaks parameetriks tööstusmüra. Sellist pika aja keskmist nimetatakse väärtust nimetatakse ekvivalentseks müra tasemeks (Leq) ja see on võrdne heli intensiivsusega (enamasti mõõdetud detsibellides). See on konstantne teatud ja kindlaks määratud aja jooksul, mis annab vastuvõtjale sama suure hulga akustilist energiat nagu seda teeb tegelik ajas muutuv heli. [12] Leq on sõltuvuses aja vahemikust ja akustilistest sündmustest, mis selle vahemiku jooksul aset leiavad. Näiteks olukorras, kus 50 dBA müra avaldab mõju tund aega, on Leq selle tunni jaoks 50 dBA. Kui nüüd kujutleda olukorda, et järgnevad neli tundi valitses vaikus, siis tuleb Leq 5 tunni jaoks vähem kui 50 dBA, see tuleb 44 dBA. See tähendab seda, et 5 h 44 dBA müra on akustiline energia, mis vallandub 1 tunni 50 dBA müra ja 4 tunni vaikuse jooksul. Olemas on ka erinevad seadmed, mille abil saab väärtuseid otse mõõta. [12] 2.5.3 Müra TSI Rail Balticu planeerimisprotsessis tuleb lähtuda lisaks sotsiaalministri määrusele ka Euroopas kehtestatud raudtee standarditest. Müra seisukohast on selleks standardiks Noise TSI [14]. Samuti on sama standardi eestikeelne versioon kättesaadav Tehnilise Järelevalve Ameti koduleheküljel.

[13] 18

Standard käsitleb raudteeinfrastruktuurile esitatavad lubatavaid norme. Standardis on lubatud normid välja toodud reisirongidele kui ka kaubarongidele.

Piirnormid [13]: 

seisumüra piirväärtused,



käivitamise müra piirväärtused,



möödasõidumüra piirväärtused,



püsimüra piirväärtused,



lähimüra piirväärtused,



juhi kabiini sisene müra.

Kõige ohtlikumaks loetakse möödasõidumüra. Möödasõidumüra käsitlemisel määratakse ka raudteeliiklusel tekkivad müratsoonid ning nende mõjuala ulatus. Noise TSI möödasõidumüra on mõõdetud 7,5 m kauguselt rööbastee teljest ja 1,2 m kõrgusel. [13]

19

Tabel 3 Kaubavagunite lubatud möödasõidumüra piirmäärad [13] Vagunid

LpAeq,Tp

Uued vagunid, mille keskmine telgede arv ühikupikkuse kohta on kuni 0,15 m-1, kiirusel 80 km/h

< = 82 dB(A)

Direktiivi 2001/16/EÜ artikli 14 lõike 3 kohaselt uuendatud või täiendatud vagunid, mille keskmine telgede arv ühikupikkuse kohta on kuni 0,15 m-1, kiirusel 80 km/h

< = 84 dB(A)

Uued vagunid, mille keskmine telgede arv ühikupikkuse kohta on 0,15 m1

kuni 0,275 m-1, kiirusel 80 km/h < = 83 dB(A)

Direktiivi 2001/16/EÜ artikli 14 lõike 3 kohaselt uuendatud või täiendatud vagunid, mille keskmine telgede arv ühikupikkuse kohta on kuni 0,15 m-1 kuni 0,275 m-1, kiirusel 80 km/h

< = 85 dB(A)

Uued vagunid, mille keskmine telgede arv ühikupikkuse kohta on üle 0,275 m-1, kiirusel 80 km/h < = 85 dB(A) Direktiivi 2001/16/EÜ artikli 14 lõike 3 kohaselt uuendatud või täiendatud vagunid, mille keskmine telgede arv ühikupikkuse kohta on üle kuni 0,275 m-1, kiirusel 80 km/h

< = 87 dB(A)

20

Tabel 4 Reisirongide lubatud möödasõidumüra piirmäärad [13] Veerem

LpAeq,Tp @ 7,5 m

Elektrivedurid

85 dB(A)

Diiselvedurid

85 dB(A)

EMR´id

81 dB(A)

DMR´id

82 dB(A)

Reisivagunid

80 dB(A)

2.6 Müra tekkimine raudteel Raudteel tekkiv müra on kombineeritud mitmes erinevast tegurist. Reaalne tekkinud müra on üldjuhul summaarne kõikidest nendest teguritest. Müra modelleerimisel arvestatakse lisaks ka ümberkaudseid hooneid ja haljastust, nende omavahelist paiknemist jne. [15] Rongidest tekkiv müra koosneb [15]: 

veeremi ja rööpa omavahelisel kokkupuutel tekkiv müra,



kiirendamisel tekkiv müra,



piduritest tingitud müra,



kurvides tekkiv rataste ja rööbaste omavaheline heli.

21

2.6.1 Veeremi ja rööpa kokkupuutest tekkiv müra Müra modelleerimisel ja üldise mürataseme määramisel on üheks suureks müra allikaks rongi veeremi ja rööbastee rööpa omavahelisest kokkupuutest tekkiv müra. Käesolev alapeatükk käsitleb sellise müra tekkimist. Rongist tuleneva müra jaotus on kujutatud lisa 6-es.

Joonis 2. Veeremi ja rööpa kokkupuutel tekkiv vibratsioonist tingitud heli [15] Sinise värviga on illustreerivalt kujutatud vibratsioonienergia levimist veeremi ja rööpa kokkupuutel. Tekkiva vibratsiooni sagedusala jääb vahemikku 50 – 5000 Hz. Vibratsiooni kiirgavad nii veerem, rööbastee kui ka liiprid, eelkõige on domineerivaks vertikaalsuunas levivad vibratsioonilained Tähtsaks väärtuseks on tekkiva vibratsiooni osa pikkus konkreetsel rajalõigul ehk siis kogu kontekstis tuleb vaadata seda kui vibratsiooniallika suurusena. Müra on sõltuvuses vibratsiooni vähenemisega distantsil – mida madalam vibratsiooni vähenemise väärtus, seda suurem on vibratsioonist mõjutatud raja pikkus. [15] Rööpa kareduse väärtust saab kompenseerida lisa kummipukside (vaata peatükk 2.8.3) kasutamisega. Selline kasutusviis vähendab vibratsioonilainete levimist pikki rööbasteed ning sellest tulenevalt väheneb ka vibratsioonist mõjutada saanud distantsi pikkus. [16] Modelleerimisel arvestatakse: 

rongi ja vastuvõtja omavahelist kaugust,



maapinna kõrgusarvude omavahelist paiknemist, 22



looduslikud ja ehituslikud takistused.

Eraldi tuleb veel täpsemalt käsitleda müra allikat ja selle tekitavat müra. Kuna antud lõputöö kontekstis on müra tekitaja allikaks rong, siis tuleb müra modelleerimisel arvestada rongi kogupikkust, rongi kiirust, rongi massi, rongi kõrgust ja mõned muud spetsiifilised omadused rongile (erinevad pidurisüsteemid ja pidurite erinev paigutus võib tekkivad müra ligi 10 dB). [15] Müra täpsemal modelleerimisel tuleb arvestada müratsoonide ulatust ennem ja pärast potentsiaalsete müratõkete paigaldamist. Kindlaks tuleb määrata vajalike müratõkete sobivus ja nende efektiivsus konkreetses situatsioonis. Kindaks määratakse kui palju suudab maapind heli summutada või peegeldada ning kuna lähtuvalt sotsiaalministri määrusest on päevasele ja öisele ajale kehtestatud erinevad ekvivalentsed piirnormid, siis tuleb rongiliikluse intensiivsust eraldi käsitleda nii öisel (23.00 – 07-00) ajal kui ka päevasel (07.00 – 23-00) ajal. Müra modelleerimise käigus vaadeldakse ka vastavate rongide kiirust eraldi sektsioonide kaupa. Selline käsitlemine võimaldab mürakaartide koostamisel lähtuda iga konkreetse situatsiooni puhul juhtumipõhistest aspektidest. [15] 2.6.2 Müra modelleerimine Rail Balticul Lõputöö koostamise ajal on Rail Balticu protsess nii kaugel, et käib erinevate trassialternatiivide võrdlemine. Projekti sellises faasis koostatakse kõikidele olemasolevatele trassialternatiividele keskkonnamõju

strateegiline

hindamine,

milles

käsitletakse

erinevaid

võimalikke

sotsiaalmajanduslikke ja looduslikke mõjusid. Programmi raames koostatakse ka müratsoonide kaart (vaata tabelid 5 ja 6). Müratsoonide kaardi koostamise aluseks on erinevate normatiivide lubatud maksimaalsed piirväärtused. Müratsoonide aspekt on üheks paljudest sisenditest, mis läheb erinevate trassialternatiivide omavahelise võrdluse tabelisse.

23

Tabel 5 Rail Balticu päevaste müratsoonide kaart [49].

Erinevate müratsoonide hinnanguline kaugus (meetrites) raudteest päevase (7.0023.00) liiklusprognoosi kohaselt:

Ekvivalentne müratase päeval 45 dB

50 dB

55 dB

60 dB

65 dB

100

30-50

50

25

(07.00-23.00)

Stsenaarium 1 (eeldatav põhistsenaarium): kiirreisirongid liiguvad valdavalt päeval, kaubarongid samuti valdavalt päeval (üksikud kaubarongid öösel), regionaalrongiliiklust ette ei nähta

700-750 350-400 175-200

Stsenaarium 2: regionaalrongid ja kiirreisirongid liiguvad valdavalt päeval, kaubarongid valdavalt öösel

400

200

100

Lõputöö autori arvates on tähtis aspekt, et sellist modelleerimise täpsusastet kasutatakse ainult Rail Balticu trassialternatiivide omavahelises võrdluses. Müra täpsem ja konkreetsem modelleerimine tehakse juba konkreetsele trassikoridorile (olukorras, kus on olemas välja valitud rööbastee koridor). Selle tulemusena on võimalik vajaduse tekkides rakendada spetsiaalseid müratõkke tehnilisi lahendusi (müratõkked, kummipuksid, kiiruse piiramine, ballastmattide kasutamine jne).

24

Tabel 6 Rail Balticu öiste müratsoonide kaart [49].

Erinevate müratsoonide hinnanguline kaugus (meetrites) raudteest öise (23.00-07.00) liiklusprognoosi kohaselt:

Ekvivalentne müratase öösel 45 dB

50 dB

55 dB

60 dB

65 dB

400-450

200

100

40-50

20

100

40-50

(23.00-07.00)

Stsenaarium 1 (eeldatav põhistsenaarium): kiirreisirongid liiguvad valdavalt päeval, kaubarongid samuti valdavalt päeval (üksikud kaubarongid öösel), regionaalrongiliiklust ette ei nähta Stsenaarium 2: regionaalrongid ja kiirreisirongid liiguvad valdavalt päeval, kaubarongid valdavalt öösel

750-800 400-450 200-250

Kuna Rail Balticu planeerimisprotsessis on mitmetes pöördumistes avalikult välja öeldud, et tulevikus ei välistada regionaalliikluse hilisemat lisandumist, siis sellest lähtudes tuleb juba planeerimise faasis arvestada ka võimalike mõjudega müratsoonidele. Müra täpsem modelleerimine koostatakse juba välja valitud ning täpselt paika asetatud trassikoridorile. Kuna müra modelleerimisel tuleb arvestada nii rongiliikluse intensiivsust, lokaalset hoonestuse paiknemist, haljastuse olemasolu ja tüüpi jne, siis ei ole võimalik täpset müra modelleerimist projekti hetkefaasis koostada. [49] Kõik tabelites 5 ja 6 esitatud müratsoonide laiused kirjeldavad erinevaid müra tüüpsituatsioone ilma leevendavaid

meetmeid

kasutamata.

Leevendavate

meetmete

rakendamise

korral

(nt

müratõkkeseinad või rööbastee rajamine süvendisse jne) on võimalik raudteega külgneva paarisaja 25

meetri ulatuses mürataset küllaltki märkimisväärselt vähendada (7-10 dB). Rööbasteest kaugemale seinte efektiivsus väheneb (reaalne kasutegur jääb suurusjärku 5 dB), otse vahetult müratõkke taga võib positiivne efekt olla isegi suurem kui 10 dB (12-15 dB). [49] Mürasituatsiooni osa päevastes oludes (07.00-23.00, päeva ekvivalentne müratase) kirjeldab tabel 5.

Olemasolevate kaubavagunite veeremi (vanemat tüüpi ja tehniliselt heas korras olevad veeremid) korral on olemasolevate elamualade lubatud taotlustaseme võimalik ületamine (taotlustase 60 dB päeval) vaikimisi piiritletud ca 100 meetrise tsooniga raudteest. Tiheasustusalal on eeldatav ülenormatiivne tsoon suuremal alal väiksem. Trassikoridoris (ca 175 m raudtee teljest) loetakse valdavalt esinev mürafoon vahemikku 55-60 dB. [49] Mürasituatsiooni öösel (23.00-07.00, öö ekvivalentne müratase) kirjeldab tabel 6. Öö keskmine mürasituatsioon on kõrge liikluskoormuse korral

kriitilisem kui võrrelda seda üksiku rongi

möödasõidu hetkel esinev maksimaalne lühiajaline müra, sellise olukorra olulisemaks faktoriks on lubatud kaubarongide maksimaalne pikkus (750 m) mitte kiirete reisirongide müra. [49] Tõenäolise tuleviku perspektiivsete arengu stsenaariumite korral, kus suurem osa kaubaronge liigub eelkõige päevasel ajal (ca 2-3 kaubarongi öösel, regionaalliiklust sisse arvestamata), võib 50 dB müratsoon (olemasolevate elamualade lubatud maksimaalne taotlustase) ulatuda ligikaudu 200 m kaugusele raudteest. [49] Eeldusel, et raudtee valmimise ajaks vastab teatud hulk kaubarongidest ka uuele rongide veeremile kehtestatud rangematele nõuetele (kuni 10 dB väiksem müraemissioon), siis sellistel puhkudel jääb 45-50 dB ala juba äärmiselt selgelt trassikoridori sisse (u 175 m raudtee teljest). [49] Kaasatud regionaalrongiliiklusega olukorra korral, et suur osa kaubaronge tuleb nihutada öistele aegadele (kuni 16 kaubarongi möödumist öösel, kuna päevast läbilaskevõimet hõlmavad kiired reisi- ja regionaalrongid) võib 50 dB müratsoon ulatuda ligikaudu 400-450 m kaugusele raudteest (seda olukorras, kus müra levikut takistavaid konstruktsioone ei eksisteeri leviku teekonnas). [49] Arvestades aspekti, et eeldatava valmimise ajaks vastab teatud osa kaubarongidest juba uuele veeremile kehtestatud rangematele nõuetele (kuni 10 dB väiksem müraemissioon) võib potentsiaalselt 50 dB ala jääda kindlalt trassikoridori valitud piiridesse (ca 175 m raudtee teljest).

[49] Arvestades maksimaalset müra võimalusi, siis vastavat küllaltki laia müra normväärtuste ületamise ala öisel ajal võib osutuda fataalseks Rail Baltic rööbasteele tulevate kaubarongidele uute ja 26

märkimisväärselt rangete möödasõidumüra nõuete kehtestamine, mis omakorda võib võimalike kaubavedude ettevõtete silmis piirata kogu raudtee kasutamise üldtasuvust. [49] Soome uute liinide raudteemüra sihtväärtus (guideline) öösel 50 dB (ekvivalenttase), reaalselt kasutatakse väärtust 55 dB öösel. Rootsi uute liinide raudteemüra sihtväärtus öösel 55 dB (ekvivalenttase), olemasolevas raudteekoridoris 60 dB öösel. [16] Mitmetes euroopa riikides on kasutusel eraldi raudteemüra normid, mis on reeglina leebemad kui vastavad autoliikluse normväärtused [17]. Selline spetsiifiline suhtumine eri transpordi liikidesse lihtsustab lõputöö autori arvates märkimisväärselt erinevate joonobjektide planeermist ja hilisemat projekteerimist. [49] 2.6.3 Hindamismetoodika Välisõhu strateegilise mürakaardi koostamisel ja hilisemal kontrollimisel kohaldatakse arvutustes pikaajalisi müraindikaatoreid Lden ja Lnight, mille arvsuurused määratakse kindlaks määratud arvutusmeetodi toel, vajadusel on võimalik algandmete saamiseks kasutada ka mürataseme mõõtmisi. [9] Määratavad müraindikaatorid [9]: Päevase- ja õhtuse- ning öömüraindikaator (Lden), väljendatakse enamasti detsibellides (dB) ja vastavad arvväärtused määratakse kindlaks valemi abil [9]: Lden = 10 lg 0,041(6) [12×10Lday/10 + 4×10 (Levening + 5)/10 + 8×10(Lnight + 10)/10], Kus [9]

(1)

1) Lday on direktiivis 2002/49/EÜ1 fikseeritud Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni (ISO) standardile 2 kohane A-korrigeeritud pikaajaline ekvivalentne helirõhutase, mis on määratud kindlaks 52 nädala kõikide päevaliste aegade alusel vahemikus kella 07.00–19.00ni; 2) Levening on direktiivis 2002/49/EÜ1 fikseeritud Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni (ISO) standardile 2 kohane A-korrigeeritud pikaajaline ekvivalentne helirõhutase, mis määratakse kindlaks 52 nädala kõikide õhtuste kellaaegade alusel vahemikus kella 19.00– 23.00-ni;

27

3) Lnight on direktiivis 2002/49/EÜ1 fikseeritud Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni (ISO) standardile 2 kohane A-korrigeeritud pikaajaline ekvivalentne helirõhutase, mis määratakse kindlaks 52 nädala kõikide öiste kellaaegade alusel vahemikus kella 23.00– 07.00-ni.

Lden määramisel kasutatakse õhtusele müra määramiseks parandustegurit +5 dB ning öisele mürale +10 dB. Võimaldamaks ööpäevase keskmise müra häirivuse täpset määramist, tuleb omavahel võrrelda öisel ja õhtusel ajal eksisteeriva müra suurimat väärtust ja selle kahulikku mõju võrreldes päevasel ajal esineva müraga. [9]

2.7 Müra leevendamise võimalused 2.7.1 Müratõkked Spetsiaalselt

müra

vähendamiseks kavandatud

müratõkete paigaldamist

peetakse üheks

efektiivsemaks mooduseks erineva transpordimüra leevendamisel. Müratõkete efektiivsus sõltub suuresti konkreetsest müratõkkeseinast, antud situatsiooni iseloomustavatest näitajatest

(haljastuse

olemasolu

ja

intensiivsus,

hoonestuse

paiknemine

füüsikalistest ning

selle

konstruktsioonilised lahendused). Lisaks ei ole müratõkete paigaldamisel kindlaks määratud gabariite, kuna müratõkke tüüp, kõrgus, pikkus, laius ja asetsemine määratakse paika müra modelleerimise tulemusena. [18] Näide müra modelleerimisest ennem ja pärast müratõkete paigaldamist on toodud illustreeriva pildina käesoleva lõputöö lisades (vaata Lisa 7).

Erinevad müratõkkeseinte tüübid [18]: 

helineelav tõke,



heli peegeldav tõke,



valli ja tõkke erinevad ehituslikud kombinatsioonid,



taimestikust valmistatud tõke,



kallutatud (kaldenurk määratakse konkreetsest olukorrast sõltuvana) tõke,



hajutav või profileeritud tõke,



topelttõke,



vooderdatud tõke.

28

Joonis 3. Helineelav müratõke [19]

Joonis 4. Heli peegeldav tõke [20]

29

Joonis 5 Valli ja m체rat천kke kombinatsioon [21]

Joonis 6. Taimestikust m체rat천ke [22]

30

Joonis 7 Kallutatud müratõke [23]

Joonis 8 Hajutav või profileeritud müratõke [24]

31

Joonis 9. Vooderdatud müratõke [25]

Joonis 10 Topelt müratõke [26] 2.7.2 Madalad müratõkked Rail Balticu projekti juhtgrupp külastas 2013. a novembrikuus õppereisi käigus Umeå-t (Rootsi). Õppereisi jooksul tutvuti kohalike planeerimisprotsessidega ning valminud Botnia raudteeliiniga.

[27] Botniabana on hiljuti valminud raudtee ning see paikneb Rootsi idarannikul (kulgeb Umeå-st kuni Nyland-ini). Projekti näol on tegemist ühe massiivsema kaasaegse rööbastee projektiga Rootsis.

32

Botniabana trassi pikkuseks on ligikaudu 200 km rööbastee geomeetria võimaldab rongidele liikumiskiirust kuni 250 km/h. [27] Kuna eelpool mainitud raudtee paikneb sarnastes klimaatilistes tingimustes ning on ka oma ehituslikult Rail Balticule sarnane, siis saadi antud külastuse tulemusega palju uusi teadmiseid. [27] Esimesel päeval tutvuti rajatud raudteega maastikul, Botniabanan raudtee insenerid ja spetsialistid tutvustasid projekti „valupunkte“ ning rajatud raudtee komplitseeritumaid ja huvitavamaid lahendusi. Lõputöö autorile jäid silma madalad, kuni 0,5 m (mõningatel erilahendustel kuni 0,74 m) kõrgused mürabarjäärid liiprite läheduses, mis võimaldavad müra leevendada otse peamise müra allikka tekkekohas ilma ümbritsevale linnaruumile märkimisväärset mõju avaldamata. Rongide poolt tekitatav müra oli minimaale, mistõttu ei tekitanud probleeme ka raudtee kulgemine otse läbi erinevate linnade. Kuna toote kodulehekülje andmetel on selliste müratõkete edukal ja sobival paigaldamisel rööbasteest tulenevat müra vähendada kuni 10 dB, pidas lõputöö autor vajalikuks sellist tüüpi müratõkkeid kindlasti käsitlemisväärseks just eelkõige linnalistes piirkondades. [28] Madalad on need tänu aspektile, et müra kandub rongiratastest eemale mingisuguse kindla ja teatud nurga all. Situatsioonis, kus müratõkked asuvad raudteest kaugemal, peab müratõkke kõrgus olema piisav, et rööbasteelt tulenev müra nendest „üle“ ei saaks liikuda. Sellisel juhul täidab müratõke temale seatud eesmärki. Kuna raudtee kontekstis on peamiseks müra põhjustajaks veeremi ja rööpa kokkupuutest tekkiv müra, siis on ka käesoleva lõputöö autori hinnangul selliste müratõkete kasutamine linnalistes tingimustes otstarbekas. [45] Selliste madalate müratõkete korral esineb tulevikus ka erinevaid hooldusega seotud probleeme.

Esiteks juhtumis, kus rööbastee vajab ballastipuhastust on vastava tehnika juurdepääs äärmiselt piiratud. Lisaks takistavad need erinevaid hooldustöid sõltuvalt aastaaegadest (näiteks talvel lumetõrje probleem). [45]

33

Joonis 11. Madalad müratõkked mõlemal pool raudteed [28]

Joonis 12. Botniabana raudtee linnalistes tingimustes [28] 2.8.3 Kummipuksid Üheks uudseks võimaluseks müra leevendamisel on kummipukside paigaldamine rööbaste külge.

Sellist müra leevendamise meetodit kasutatakse ka eelkõige linnalistes tingimustes, kus kõrged müratõkked ei ole visuaalselt ümbritsevasse keskkonda sobivad. Testide tulemused näitavad, et 34

selline lahendus võimaldab müra leevendada 5 kuni 7 dB. Raudtee rööbaste mõlemale küljele paigaldatavad kummipuksid on võimalik ka gabariitides kohandada vastavalt konkreetse rööbastee oludele. Toodet on võimalik paigaldada spetsiifilise liimiga või eriliste klambrite abil (vaata joonis 13). Tulevikus loodetakse välja töötada ka efektiivne meetod, kuidas kummipuksid rööbastele juba eelnevalt tehases paigaldada, seda sorti tehniline lahendus võimaldab kiiremat tööd ehitusobjektil ning tagab parema kvaliteedi. Erinevaid paigaldusmeetmed inglise keeles väljendatuna on Clip-on ja Glue-on tehnilised lahendused (vaata joonis 13). [29]

Joonis 13. Kummipukside kinnitusmeetodid klambritega ning spetsiaalse liimiga [29] Kahe kinnitamistehnoloogia peamine vahe seisneb nende edasises kasutamises. Clip-on tehnoloogia ehk klambrite abil kinnitatud kummipukse on võimalik spetsiaalset tööriista kasutades eemaldada ning paigaldada kuskile mujale soovitud rööbasteele. Glue-on tehnoloogia puhul on paigaldatud kummipuksid seal permanentselt ning nende elueaks on märgitud aeg peaks pidama vastu sama kaua kui konkreetse rööbastee rööpad. [29] Kummipukside peamine ülesanne on neelata veeremi liikumisel rööpas tekkivat vibratsiooni sagedustel,

mis

tekitavad

kõige

suuremat

müra.

Kummipukside

soovitatav

paigaldamistemperatuurivahemik on – 5..+ 30 C. Paigalduskiiruseks on ligikaudu 400 m ühe tunni jooksul. [29] Hetkel on Euroopas ja üle maailma kummipukse kasutusel ligikaudu 175 km. Üheks heaks kummipukside omaduseks on nende kasulikkus ning nad on täielikult ohutud ka erinevaid hooldustöid tehes (näiteks ballasti puhastus). [30]

35

Joonis 14. Rööbasteele paigaldatud kummipuksid [31] Tabel 7 Kummipukside efektiivsus [29]

Joonisel on kujutatud graafiliselt, kuidas rööbasteest tulenevad müra väärtused muutuvad sõltuvalt sageduse spektrile. Punase joonega on tähistatud rööbastee ilma kummipuksideta ning sinise joonega on tähistatud rööbastee koos kummipuksidega.

36



Madala sageduse juures (graafiku vasak pool) on rajast tulenev müra madal – kummipuks ei ole kavandatud töötama sellise sageduse juures. [29]



Sageduse kasvades, müra jõuab haripunkti – kummipuks on kavandatud neelama sellistel sagedustel rööbastes tekkivat vibratsiooni ning on selles etapis kõige efektiivsem. [29]



Kõrgematel sagedustel rööpast tulenev müra väheneb – kummipuks on kavandatud olema vähem efektiivsem. [29]

Tähtis on lisada, et müra spektrum varieerub sõltuvalt rööpa tüübist. Erinevatel rööpa tüüpidel on erinev müra maksimumväärtus. Sellest tulenevalt tuleb kummipukse kasutada sõltuvalt konkreetsest situatsioonist ja selle oludest. Kindlasti ei ole tegemist „otse-riiulilt“ tootega. [29]

37

3. VIBRATSIOON Vibratsioon on tahke keha mehaaniline võnkumine keha tasakaaluasendi suhtes. Näiteks esineb selline olukord lööktrelli kasutamisel, erinevatel ekskavaatortöödel, laeva värisemine mootori käivitades jne. Kontaktala aluses käsitletakse üldvibratsiooni ja kohtvibratsiooni. [32] Üldvibratsiooni tuleb käsitleda olukorras, kus inimene omab vibreeriva pinnaga kontakti terve oma kehaga (näiteks istudes töötaval tihendusmasinal). Üldvibratsioon on suuremaks probleemiks transporditöölistel (põllumajandusmasinate juhid, meremehed jne). [32] Kohtvibratsioon on vibratsiooni liik, kus vibratsioon mõjutab inimkeha mingis kindlas piirkonnas.

Sellisel juhul hoitakse kätes mingisugust kindlat masinat või on seadeldis paigaldatud inimese külge. Kohtvibratsiooniga on suurem kokkupuude töölistel, kes töötavad igapäevaselt näiteks metalli – ja puidutöökojas ja kasutavad regulaarselt sealseid käsitööriistu. [32] Olukorras, kus objekt osaliselt või täielikult võnkumises on, toimub see pidevalt muutuva kiirusega.

Lisaks toimuba ka konkreetse kiiruse muutumine kindla ja fikseeritud kiirusega. Füüsikalises kontekstis toimub kiiruse muutumise kiirendus. Kiirenduse mõõtühikuks on m/s2. [32] Kiirenduse

väärtus

ongi

vibratsiooni

iseloomustamisel

kõige

vajalikum

väärtus.

Vibratsioonikiirenduse arvuline väärtus on sõltuvusest selle mõjust inimorganismile. Eespool välja toodud põhjustel on vibratsioonikiirendus ka kõige enam mõõdetav ja arvestatav vibratsiooni parameeter. [32] Üldises mastaabis on vibratsiooni tunduvalt raskem käsitleda ning määrata kui seda on võimalik teha müra puhul. Sellest faktist olenemata ümbritseb vibratsioon meid tänapäeval peaaegu iga päev.

Antud füüsikaline olukord ümbritseb meid mitmes erinevas vormis, alates rahvatantsurühma trampimisest ja lõpetades trolliliiklusega. [33]

38

3.1 Vibratsioon raudtee kontekstis Raudtee tekitab sõltuvalt konkreetsetest oludest suuremal või vähemal määral vibratsiooni. Üldiselt on rööbastee kontekstis vibratsiooni allikaks liikuva rongi veeremi ja rööbastee konstruktsiooni koostoimel tekkiv füüsikaline nähtus. Rongi kaal kantakse telgede kaudu rongi ratastele ning sealt edasi erinevatele konstruktsiooni kihtidele, mis omakorda jaotavad veeremist tuleneva koormuse.

[34] Raudteelt pärineva vibratsiooni üldine tekkemehhanism on järgmine: liikuva rongi massist tingitud vibratsioon kandub edasi ratastele, rattad kannavad vibratsioonienergia edasi rööpale ning liipritele, raudtee alune täitematerjal ehk ballast summutab vibratsiooni edasist levikut, kuid mingi osa kandub siiski edasi maapinnale. Vibratsioon võib pinnase kaudu levida (Groud borne vibration) hooneteni ning kandudes edasi hoone konstruktsioonidesse võib põhjustada hoone struktuuride (aknad, põrand, seinad) vibreerimist ning kahjustusi. Vibratsioonist tingitud akende värisemine võib omakorda põhjustada lokaalset müra teket ning sellega kaasnevat lisahäiringut. Lisaks maapinna kaudu levivale ning vundamendi kaudu hoonele üle kanduvale vibratsioonile võib kergema konstruktsiooniga struktuuride (eelkõige aknad) vibreerimist põhjustada ka intensiivne müra (helilainete poolt avaldatav rõhk ehk Air borne noise). Üldiselt on inimesed enam häiritud just juhtudel, kus samaaegselt esinevad nii mürahäiring kui ka tajutav vibratsioon. [46]

39

Joonis 15. Vibratsioonilainete levimine [35] Lainepikkus on kahe omavahelises võrdluses lähima ning samas faasis võnkuva punkti kaugus.

Lainepikkuse väärtuse saame kui jagame laine levimiskiiruse (v) vastava laine sagedusega (f). [50]

40

] Joonis 16. Lainepikkus [50] Erinevate talitusviiside ja käitumistena pinnases on vibratsioone jagatud kolmeks [34]: a) Pikisuunalised lained – osakeste võnkumine toimub lainetega samal suunal; b) Põiksuunalised lained – osakeste võnkumine toimub pindmistes kihtides lainetega samal

suunal; c) Rayleigh lained – pinna peal liikuvad lained, mis üldiselt on ellliptilise kujuga ning liiguvad

vertikaalsuunas.

Ideaalsetes tingimustes,

kus

maapind koosneb

homogeensetest

materjalidest,

levivavad

vibratsioonilained maapinnas igasse suunda (allikast eemale). Selle tulemusena vähenevad nad distantsi kasvades oluliselt (mida kaugemale vibratsiooni allikast, seda väiksemaks jääb vibratsioonilainest võnkuma hakkavate osakeste arv). Kuid Rayleigh lained liiguvad pinna pealmistes kihtides ja pinna vahetus läheduses, siis seetõttu ei sea pinnaseosakesed sellele vibratsiooni tüübi levikule nii suuri takistusi kui seda tegid osakesed kahele eelnevalt mainitud vibratsioonitüübile. [34] Kuid reaalsel maastikul on maapind kaugel homogeensusest. Esinevad väga mitmed pinnasekihid, mis on tihti omavahel seotud ning lisaks esineb kihtide vahel ja sees ka mitmeid tühimikke. Sellest tingituna ka erinevate vibratsiooni ennustamise mudelite ebatäpsus ja suhteliselt suur eksimise võimalus. [35] Erinevatel vibratsiooni tüüpidel on erinevad liikumiskiirused. Pikisuunalised lained liiguvad enamasti 1000 m/s. Põiksuunalised ja Raylengh tüüpi lained on seevastu palju aeglasemad.

Põiksuunalised lained liiguvad kiirusega ligikaudu 200 m/s ning Raylengh lainete kiiruseks on hinnatud ligikaudu 35m/s. [35]

41

Vibratsioonist tulenev energia ei ole nende erinevate tüüpide vahel kindlasti mitte võrdelt jaotunud.

Tänu erinevatele geomeetrilistele sumbumistele kannab suure osa energiast rööbasteest kaugemale Raylenght laine. Suures kogumis on hinnatud Raylengh laine energia hulgaks ligikaudu 2/3 kogu tekkivast vibratsioonist. [35] Rayleigh lained võivad olla sõltuvalt maapinnast võrdlemisi madala kiirusega ja pikkade lainepikkustega (vahe on mitmeid meetreid). Sellised parameetrid loovad eelduse mitmetele probleemidele. Mõningatel juhtudel (kiirrongid nõrkadel pinnastel) on võimalik, et rong ise liigub kiiremini kui tekitatav vibratsioonilaine. Sellistel kordadel tekib sarnane olukord kui lennuk ületab helibarjääri: käib vali kähvatus. Seda fenomeni on näiteks tuvastatud mitmeid kordi Rootsis.

Rayleigh lainete kiirus maapinnas on ligikaudu 160 km/h. [35] Kuna Rail Balticu projektkiiruseks on võetud 240 km/h, siis on see lõputöö autori hinnangul kindlasti üks olulisi aspekte, mille olemasolu tuleb tunnistada ja vajadusel situatsioonipõhiselt käsitleda.

Sellisel juhul on vibratsiooni sagedused madalad (0,5 – 100 Hz) ning neid iseloomustab suhteliselt pikk lainepikkus (kümnetes meetrites). Ja juhul kui teljed peaksid üle kuumenema, siis lähevad rattad lukku ja sellisel juhul tekkiv vibratsioon võib tõesti sadade meetrite kaugusele tunda olla. Üks märkimisväärseid faktoreid kõrge sagedusega lainete võrdluses madalasagedusega lainete suhtes on nende suubumine. Nimelt suubuvad kõrge sagedusega lained palju kiiremini kui madala sagedusega lained. Seega on paari meetri kaugusel vibratsiooni tekkimise allikast domineerivamaks juba madala sagedusega vibratsioonilained. [35] 3.1.1 Vibratsioonist põhjustatud müra Erinevate vibratsioonitüüpide kõrval on üheks ohtlikuks mõjuks vibratsioonist põhjustatud müra (Air borne noise ja Ground borne noise). Groud borne vibratsiooni sagedusvahemik on 30...200Hz. [34] Vibratsioonist põhjustatud müra komponentides on olemas õhu liikumisest (Air borne noise) ja vibratsioonist põhjustatud täiendav müra (Gorund borne vibration). See avaldub inimesele tuntavas värinas hoones viibides, akende klirisemises ja üldises parisevas hääles. Väga ekstreemsetel juhtudel on võimalik vibratsiooni abil lõhkuda hooneid. Allpool oleval joonisel on kujutatud vibratsiooni levimise suunad juhul kui rööbastee on tunnelis. [35]

42

Joonis 17. Vibratsiooni levimine situatsioonis, kus rööbastee on rajatud tunnelisse [44] Nagu joonisel näha, siis levivad vibratsioonilained erinevate pinnasekarakteristikute kaudu lähedal paiknevasse majja. Ground borne vibratioon on eelkõige tuntav hoonete sees viibivatele inimestele.

Groud borne vibratsiooni ei tunne peaaegu kunagi inimesed, kes viivivad hoonest väljaspool.

Parisev heli, mis tuleneb toa pindadest. Antud olukorras toimivad ruumi pinnad kui hiiglasuure kõlarina, tekitades heli, mida tuntaksegi Ground borne noise nime all. [35] Vastupidiselt Air borne nois´ile, siis Ground borne vibratsiooniga inimesed igapäevaselt kokkupuudet ei oma. Vibratsiooni kiiruse aste elamurajoonide piirkonnas on enamasti 50 VdB või madalam, selline väärtus on inimese kuulmislävest väljas (inimese kuulmisläveks on 65VdB). [35]

43

Joonis 18. Vibratsiooni kirjeldav joonis [45] Katsetuste järeldusena on tõdetud, et nii kiirrongist kui ka erinevatest kaubarongidest põhjustatud vibratsioon 10 m kaugusel rööbasteest on vibratsiooni levimine sarnane (vibratsioonilainete kiirus).

Samas kui teisest küljest sumbuvad kaubarongidest tingitud vibratsioonilained oluliselt halvemini kui kiirrongidest tingitud lained. Näiteks on vibratsiooni tase 80 m kaugusel rööbasteest peaaegu 2 korda suurem kui seda on arvuline väärtus kiirrongide puhul. Kaubarongidest tulenev vibratsioon jääb kauemaks maapinda, sellest lähtudes saab öelda, et kõige rohkem tekib ohtlikku vibratsiooni madalate sageduslainete korral. [34]

44

Kiirrongid tekitavad kaubarongidega võrreldes erinevat spektrit. Eelkõige nende erinevuse tõttu rongi kiiruses

ja pikkuses.

Kui kaubarongidest

tekivad

enamasti madala sagedusega

vibratsioonilained, siis kiirrongid tekitavad peamiselt kõrgsageduslikke vibratsioonilaineid. [34] Maapinnast tingituna on vibratsiooni vähenemine raskendatud just eelkõige madala sagedusega lainete puhul. Kaubarongid seevastu on raskemad, väiksema liikumiskiirusega ja pikemad kui teised rongid(kiir-ja regionaalrongid). Sellest tulenevalt tuleb neid vibratsiooni käsitluses vaadelda kui joonobjekti, mitte punktobjekti. [34] Lõigu kokkuvõtteks võib väita, et aeglaselt liikuv, pikk ja raske kaubarong tekitab suuremat vibratsiooniprobleemi kui seda teeb lühike ja kiiresti liikuv reisirong.

Joonis 19. Vibratsiooni mõjumine hoonetele [37]

3.2 Vibratsiooni toime sisu ja ohtlikkus inimesele Vibratsioon mõjutab peamiselt inimorganismi luustiku ja lihaskonna seisukohast. Näiteks kui tegemist on üldvibratsiooniga, siis hakkavad selgroolülid teineteise suhtes liikuma (olukorras, kus inimene istub). Kohtvibratsiooni korral on sarnane olukord erinevate liigeste vahel. Loomulikult on tegemist äärmiselt väikeste distantsidega, kohati mõni mikromeeter. Sõltuvalt vibratsiooni tugevusest võivad luud omavahel erinevas suunas liikuda kümneid ja isegi sadu kordi ühe sekundi jooksul. [32] Üldvibratsioon on kõige ohtlikum keha tugiosadele (osadele, mis kannavad enim raskust), samuti on see ohtlik kogu tugielundkonnale ja inimese lihastele. Peamisteks ilmnenud probleemideks on 45

selja-või põlvevalud, sõltuvalt konkreetse töö iseloomust. Regulaarsel töötamisel muutuvad seda tüüpi valud kroonilisteks. Üldvibratsioon mõjutab olulisel määral ka inimorganismi siseelundeid ning tervet siseregulatsiooni. Sellest tingituna on seostatud üldvibratsiooni ka kõrgenenud vererõhu, mitmesuguste tasakaaluhäirete ja paljude muude tervislike probleemide tekkimisega [32] Kohtvibratsioon on üldjuhul suuremate arvuliste väärtustega kui inimeste kokkupuuted üldvibratsiooniga. Kuna kohtvibratsioon mõjub konkreetsele kehapiirkonnale, siis sellest tulenevalt ilmnevad ka erinevad probleemid kohtvibratsiooni puhul oluliselt kiiremini kui seda juhtub üldvibratsiooni korral. [32] Esimeseks sümptomiks on tihti jäsemete „suremine“, selle on põhjustanud erinevate veresoonte ja närvide mikrokahjustused. Kohtvibratsiooniga regulaarsel kokkupuutel võivad tagajärgedeks olla jäsemete tundlikkuse kasv ning halvenenud verevarustuse tulemusena on jäsemed tihti külmad. Üheks kõige äärmuslikumaks tagajärjeks võib olla nn valge sõrme sündroom. Selline väga kaugele arenenud probleem võib tuua kaasa isegi jäsemete eemaldamise. [32] Tabel 8 Vibratsiooni toimet ja selle allikaid iseloomustav tabel [38] Vibratsiooni, VdB, 19-2m/sek

Vibratsiooni toime

Tüüpiline allikas, 15,24 m (50 jalga) allikast

Piirväärtus,

ehitisel

tekivad 100

Lõhkamine

VDT

ekraani 90

Pendelrong, ülemine piir

praod Raskused lugemisel Elumajades

häiriv,

80

ebakorrapärased häirijad

Kiire liiklus, ülemine piir Pendelrong, tüüpiline Buss või veoauto ebatasasel teel

Elumajades häiriv, korrapärased 70

Kiire liiklus, tüüpiline ja enam

häirijad (liiklus)

levinud

46

Tabeli 8 jätk Vibratsioonitundlike piirväärtus,

seadmete 60

Buss või veoauto, tüüpiline

piirväärtus

inimestele

Mõjuv vibratsioon on sõltuvuses tema tugevusega, kuna tugevam ja intensiivsem vibratsioon võib inimesele mõjuda tunduvalt vähem aega. Olukorras, kus ühe päeva jooksul liikleb raudteel vähem kui 70 rongi, on lubatud vibratsiooni piirväärtus 8 VdB kõrgem. [38]

3.3 Vibratsiooni piirnormid Vibratsiooni seaduslikud piirnormid on tänase päeva kontekstis suunatud eelkõige inimestele, keda võib töökohustusi täites varitseda vibratsioonist tulenevad ohud. Erinevad tingimused on seatud tööandjatele ning töökeskkonnas varitsevatele potentsiaalsetele ohtudele.

Inimese aspektist lähtudes on reguleeritud vibratsiooniga kokkupuute aeg 8 tunni peale. Sellest lähtudes tuleb ka tööandjatel arvestada potentsiaalseid ohte, mis võivad töökeskkonnas peituda.

[32]. Vabariigi Valitsuse 12.04.2007. a määrus nr 109 [1] näeb ette piirväärtused ja meetmete lubatud rakendusväärtused töökeskkonnas. Vastavad piirnormid on toodud välja eelkõige lähtudes töötaja heaolu seisukohast. Seadus käsitleb eelkõige olukorda, kus inimene puutub töökeskkonnas igapäevaselt või ajutiselt kokku vibratsiooniga (lõputöö eesmärk on probleemi vaatlemine raudtee kontekstist). Sellest tingituna pidas lõputöö autor seaduses näidatud väärtuseid antud töö kontekstis teemaväliseks. [32] Sotsiaalministri 17. mai 2002. a määrusega number 78 „Vibratsiooni piirväärtused elamutes ja ühiskasutusega hoonetes ning vibratsiooni mõõtmise meetodid“ RTL, 29.05.2002, 62, 931 reguleeritakse üldvibratsiooni kriitilised väärtused elumajades ja avalikult kasutatavates hoonetes ning vibratsiooni mõõtmiseks vajalikud meetodid. [39] Üldvibratsioonile on esitatud erinevad piirväärtused. Üldvibratsiooni arvuline suurus on summaarne korrigeeritud vibrokiirenduse (αv) või selle logaritmiline tase (Lαv) väärtus detsibellides. [11] Vibratsiooni piirväärtused on esitatud päevases vahemikus (07.00–23.00) ja öises ajavahemikus (23.00–07.00). [32] Määruse § 2. on välja toodud erinevat mõistet seoses vibratsiooni käsitlemisega [32]:

47



vibratsioon – jäiga keha dünaamiline võnkumine;



üldvibratsioon –võnkumise liik, miks kantakse inimorganismile üle erinevate toetuspindade kaudu;



püsiv vibratsioon – vibratsioon, mille vaadeldava parameetri arvuline väärtus mõõtmise amplituudi vältel ei muutu rohkem 2 korda (6 dB);



muutuv vibratsioon – vibratsioon, mille vaadeldava parameetri arvuline väärtus vaadeldavas ajavahemikus erineb rohkem 2 korda ehk (6 dB);



vibrokiirendus (α) – vektoriaalne suurus, iseloomustab vastava vibratsiooni kiiruse arvulist muutumist ajas, m/s2 ;



sagedus-korrigeeritud vibrokiirendus (αw) – vibrokiirenduse arvuline ruutkeskmine väärtus,



ekvivalentne korrigeeritud vibrokiirendus (αw, e) konstantse suurusega korrigeeritud vibrokiirendus, millest tulenev energia on võrdne muutuva vibratsioonist tuleneva energiaga kindlaks määratud ajavahemikus,



summaarne korrigeeritud vibrokiirendus (αv) – summaarse vibrokiirenduse parandatud ruutkeskmine arvuline väärtus, mis on kindlaks määratud vibrokiirenduste väärtustega risti paiknevates vastavates mõõtetelgedes (x, y, z),



vibrokiirenduse tase (Lα)– kiirendus arvulise lävisuuruse suhtes (dB),

Tabel 9 Üldvibratsiooni piirväärtused [39] Hooned ja ruumid

Vibratsiooni

Vibrokiirenduse αv Vibrokiirenduse

toimeaeg

piirväärtused,(m/s2) tasemete

Baaskõvera

Lav koefitsient*

piirväärtused, (dB) Olemasolevad 1.Elamute, Päeval ühiselamute ja hoolekandeasutuste, koolieelsete lasteasutuste elu-, rühmaja magamistoad

1,26

x

10-2 82

2,0

48

Tabeli 9 jätk

2.Majutusettevõtete

Öösel

8,83 x 10-3

Päeval

1,26 8,83 x 10

Öösel

majutusruumid

3.Tervishoiuteenuse Ööpäevaringselt

79

1,4

x

10-2 82

2,0

-3

79

1,4

1,26 x 10-2

82

2,0

osutamise ruumid, v.a haiglapalatid 4.Haiglapalatid

Ööpäevaringselt

8,83 x 10-3

79

1,4

5.Õppeasutuste

Päeval

1,26 x 10-2

82

2,0

ja Päeval

2,52 x 10-2

88

4,0

x

10-3 79

1,4

6,31 x 10-3

76

1,0

6,31 x 10-3

76

1,0

ruumid, kus toimub õppetöö 6.Bürood haldushooned Projekteeritavad Päeval

1.Elamute, ühiselamute

8,83

ja

hoolekandeasutuste, koolieelsete lasteasutuste rühma-

elu-, ja Öösel

magamistoad 2.Haiglapalatid

Ööpäevaringselt

*Baaskõvera konfinsent – kordaja, millega tuleb korrutada vibrokiirenduse baaskõvera arvväärtused.

Nagu tabelist näha, siis vibratsiooni piirnormides on keskendutud eelkõige erinevate hoonete ja ruumide vibratsiooni piirväärtuste reguleerimisega.

49

3.4 Vibratsiooni mõju hoonetele Vibratsiooni mõju hoonetele käsitlenud artiklis (Nelson ja Sauerman,1983) on välja toodud, et tõenäosus, et vibratsioonilained hooneteni jõuavad on 5%. Osakesed, mille võnkumise kiirus on kuni 50 mm/s võivad mingil moel hoone konstruktsioonile põhjustada erinevaid pragunemisi.

Eelpool välja toodud uurimise kohaselt ei ole ühtegi teadaolevat juhtumit, kus hoone on kahjustada saanud vibratsiooni tõttu, mille kiirus pinnases on olnud kuni 25 mm/s. Tavahoonetele ei valmista füüsikalist ohtu mitte ükski vibratsioonilaine, mille osakeste liikumise kiirus pinnases on alla 15 mm/s. [40] ISO standard 4866 (1990) annab mitmeid juhiseid, kuidas vibratsiooni mõõtmisi teostada ning kuidas need mõjuvad hoonetele. Vastavalt standardile on oluline parameeter rongist tulenev dünaamiline hetkejõud ja selle sagedus (kui pikk on rong, telgede arv) ning sellest tuleneva vibratsiooni intensiivsus. Hoone mõjutatus vibratsioonist sõltub konkreetse hoone tüübist (eelkõige hoone gabariitidest) ja pinnasest konkreetse hoone all. [41] Maapinda levimiseks kasutatava vibratsiooni leviku hindamine peab arvestama paljude teguritega, kuna vibratsioonienergia kandub edasi läbi mitme erineva keskkonnakomponendi ning erinevate omadustega materjalide (rong, rattad, rööpad, liiprid, ballast, mulle, maapind, hoonete vundament, hoone konstruktsioonid). Mitmed alljärgnevas valemis loetletud tegurid on omakorda väga muutliku iseloomuga, millest tulenevalt on selge, et ka prognoositav vibratsiooni väärtus mingil kaugusel raudteest on suure varieeruvusega. Seetõttu tuleb prognooside koostamisel igal juhul jätta teatud varu määramatuse näol tagamaks, et mõju ei alahinnata. Reeglina tähendab see muidugi mõju tõsiduse ja olulisuse selget ülehindamist. [45] Norra standard toob välja valemi, mille abil on võimalik arvutada vibratsiooni maksimaalne väärtus. [41]

v = v0 * Fg* Fb* Fd* Fk (2) Joonis 19. Vibratsiooni arvutamise valem [42] Kus [42]: V0 on korrigeerimata osakeste kiirus, mm/s (maksimaalne) 50

Fg iseloomustab pinnase olusid arvutatava hoone juures.

Fb iseloomustab hoone vundamendi tüüpi ja selles kasutatud materjale.

Fd näitab distantsi allika ja hoone vahel.

Fk iseloomustab liiklusintensiivsust.

Eelpool mainitud komponentide kooslusest sõltub kuidas vibratsioonilained saavad levida ning kuidas toimub laine tagasipõrkumine erinevatelt esemetelt (mõni pinnas neelab, teine pigem peegeldab vibratsiooni). [42] Loomulikult on sagedus (f) ja lainepikkus (l) sõltuvuses lainete levimise kiirusega (c) (lagedal alal on kiirus tunduvalt suurem). [42] c =f *l (3) Enamasti kasutatakse arvutustes pinnase tüübina savikaid pinnaseid (kõige negatiivsem stsenaarium). Samuti on konstantse väärtusena eraldi suurus vanematele hoonetele, kuna nende ehitamisest on möödas oluliselt kauem ning neid võib tekkiv vibratsioon potentsiaalselt mõjutada oluliselt rohkem kui uuemaid hooneid. Vastavalt Mehdi Bahrekazemi kogemustele on aru saadud, et äärmiselt harvadel juhtudel ületab ground borne vibratsioon 15 m kaugusel 4mm/s või isegi 2mm/s. Seega on füüsikaliselt äärmiselt ebatõenäoline, et vibratsioonilained, mis on põhjustatud rongiliiklusest, võiksid hoonete struktuurile mingisuguseid kahjusid tekitada. [42] Vibratsiooni levimise teekonda tuleb jälgida ning käsitleda kui ühtse tervikuna. Kuna vahetult rööbastee kõrval asuvad pinnased (või ehitised) mõjutavad tugevalt vibratsiooni edasist teekonda.

[40] Näiteks juhul kui vibratsiooni lainepikkus on sarnane hoone gabariitidega, siis sellisel juhul on hoone vibratsioonilaine teekonnal ainult üks konstruktsioon, mis kannab vibratsioonilainet edasi.

Samas kui vibratsioonilained erinevad oluliselt hoone gabariitidest tekib „ruupori efekt“, kus ruumide ehitus toimib suure kõlarina ning kumisev heli ning klaaside klirin võib toimuda. Seega ei mõjuta vibratsioon kindlasti kõiki hooneid võrdselt. [40]

51

Kuigi reaalses elus ei esine vibratsiooni lained enamasti kindlate lainepikkuste ja sagedustega. Tihti esinevad need erinevate sageduste ja lainepikkustega kombineeritult. [42] Lisaks vibratsiooni üldisele ennustusvalemile on võimalik arvutada konkreetses kohas ka vibratsiooni maksimaalne väärtus. [42] Vibratsiooni tekkimine on ohtlik ka raudtee enda konstruktsioonile, lisaks tekitab see ebamugavust inimestes, kes elavad rööbastee vahetus läheduses. Kuigi on täheldatud, et vibratsioon, mis tuleneb raudteest, ei põhjusta hoonete lagunemist, tuleb antud faktorit kindlasti käsitleda just uute joonobjektide rajamisel või olulistel ümberehitustel, millega kaasneb ka rööbastee koormuse suurenemine. [42] Ground borne vibratioon on mõjutatud: veeremi ja rööpa karedus, dünaamilised väärtused: rongi kogumass, rongi kiirus, eraldiseisvad rööbastee komponendid (raudteerajatised), rööbastee konstruktsiooni ehitus, pinnase karakteristikud ja hoone enda ehituslik lahendus. [42]

Joonis 20. Vibratsiooni levimine kuni 200 km/h. [42]

52

Joonis 21. Vibratsiooni levimine kuni 140 km/h. [42] Alljärgnevas tabelis on näitena esitatud USA Transpordiministeeriumi (High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment. Final Report, 2012) poolt fikseeritud tähelepanu vajadusega alade kaugus (nn screening distance) raudteest „keskmiste“ vibratsiooni leviku tingimuste korral. Tegemist on võimalike konfliktalade kaugusega raudteest, kus hilisemates mõju hindamise etappides tuleb vibratsiooni mõju vähendamisele tähelepanu pöörata. Ebasoodsates oludes (vähene hajumine ruumis) ehk heades vibratsiooni leviku tingimustes (nt valdavalt savine pinnas) tuleb ohutud vahemaad hinnanguliselt kahekordistada. [46]

Tabel 10 Vibratsiooni leviku potentsiaalsed suunad. [46]

Maakasutus

Rongide

möödumise

sagedus

Eluhoone

Rohkem kui 70 rongi

Ohutu vahemaa meetrites (sõltuvalt rongi kiirusest)

<160 km/h

160-320 km/h

37

67

ööpäevas

53

Tabeli 10 jätk Vähem kui 70 rongi

18

30

30

49

6

21

ööpäevas

Ühiskondlikud hooned

Rohkem kui 70 rongi ööpäevas

Vähem kui 70 rongi ööpäevas

Rail Balticu kontekstis klassifitseerib kavandatav raudtee pigem madala liiklussagedusega raudteeks, kuna reisi- ja kaubarongide liikumisi on prognoositud vähem kui 40 möödumist kahes suunas kokku.

Lähtudes ebasoodsatest oludest (head vibratsiooni leviku tingimused), reaalsest prognoosist tihedamast liiklusgraafikust ja tegelikust suuremast sõidukiirusest võib võimaliku vibratsiooni mõjualana käsitleda ca 130-140 meetri (67m*2) laiust tsooni raudteest. Olles veelgi konservatiivsem ning võttes aluseks veelgi suurema määramatuse võib maksimaalse vibratsiooni mõjuala laiusena käsitleda ligikaudu trassikoridori laiust (ca 175 m mõlemale poole raudteed), mis peaks mõjutatud alasid hõlmama juba suure varuga. Reaalseks mõjuala laiuseks võib pigem kujuneda ca 30-70 m raudteest. [46]

3.5 Vibratsiooni vähendamine ja leevendamise võimalused Rail Balticu avalikel aruteludel jõudis käesoleva lõputöö autor arusaamale, et üldsus on vibratsiooni mõjust ja häiringutest mingil määral küll teadlik, kuid vibratsiooni vähendamise meetoditega ollakse kursis äärmiselt minimaalselt, et mitte öelda mitteteadlikud. Antud lõigu eesmärgiks on välja tuua peamised võimalused vibratsiooni leviala piiramiseks ning tekkiva vibratsiooni mõjuala vähendamiseks.

Hetkel kui Rail Balticu trassi planeeritakse, tuleb arvestada kindlasti ka erinevate pinnaste ületamist. Erinevates pinnastes levib vibratsioon erinevalt. Teada on, et niisketes pinnastes levib vibratsioon tunduvalt paremini kui kuivemates pinnastes. [16]

54

Lisainformatsiooniks tuleb lisada, et pinnase kaudu levib vibratsioon suuresti sõiduki tüübist sõltuvana (rööbastee puhul konkreetse veeremi kogumassist ning olemasolevate telgede arvust) rongide kiirusest. Lisaks annab suure osa vibratsiooni levikust muldkeha konstruktsiooniline lahendus ning selle terastikuline koostis (suure peenosiste sisalduse tulemusena on pinnases rohkem niiskust ning seeläbi on vibratsiooni levimine soodusolukorras). [32] Vibratsioon konkreetses piirkonnas ning hoones sõltub juba kohalikest oludest: majade omavaheline paiknemine, vundamentide konstruktsioon, korruste arv ja asukoht. [32] Nagu eelnevalt mainitud, siis üheks vibratsiooni tekkimise komponendiks on allika olemasolu.

Sellest lähtuvalt võib välja tuua vibratsiooni vähendamise võimalused sõltuvalt vibratsiooni allikast [32]: 

tuleks vähendada konkreetse veeremi teljele tulenevat koormust,



tuleks eelistada elastseid rööpakinnitus lahendusi,



rööpa pealispinda tuleb regulaarselt hooldada, tagades selliselt tasasema pinna,



tuleb eelistada veeremi elastsemat vedrustust (jäigem vedrustus põhjustab enam vibratsiooni),



tagada regulaarne rongi veeremi kontroll (ebatasasused ning veeremi ebaühtlased kulumised tekitavad lisavibratsiooni),



võimalusel rajada suurem ja massiivsem rööbastee konstruktsioon (suurem konstruktsioon on vibratsioonist vähem mõjutatud),



rööbastee rajamine sillale või viaduktile (sellisel juhul on üldine vibratsiooni kandumine ümbritsevasse keskkonda väiksem).

Teisest aspektist lähtudes on vibratsiooni üheks soodsaks levimise eelduseks soodne maapind.

Vibratsiooni toimet võib vähendada vibratsiooni leviku teekonna reguleerimisega [32]: 

pikendades vahemaad vibratsiooniallika (rong) ja vastuvõtja (hoone) vahel,



raudteerööbaste kokkukeevitamine,



rongi kiiruse suurendamine,



ballastmattide kasutamine,



eelnev põhjalik maapinna analüüs: üldine pinnase niiskussisaldus, pinnase pehmus, jäikade aluspõhja kivimite sügavus (õhuke pealispind juhib vibratsiooni oluliselt paremini).

55

Lisaks on Rootsi kolleegide kogemused, kuidas vähendada vibratsiooni, kui on tegemist ebasoodsate pinnastega (näiteks savikad pinnased). Sellisel juhul toob lõputöö autor välja konstruktsioonilised lahendused vibratsiooniprobleemi leevendamiseks. [16] 

betoonist postid mulde all;



betoonist postid rööbastee mulde all ning hoonete poolsel maastikul;



raudtee tugistruktuuris vaiade kasutamine täiendavaks stabiliseerimiseks - Efektiivne kuid kallis; situatsioonis, kus savikate pinnaste paksus ei ole olulise sügavusega, on võimalik



vibratsiooni soodustavad pinnased välja kaevata ning asendada raskemate materjalidega nagu nt. kivid/killustik vms, rootslased kutsuvad seda kivipeenraks; 

raudtee aluse pinna stabiliseerimine;



täiendavate ballastimattide kasutamine;



raudtee rajamine viaduktile (massiivsem konstruktsioon, väiksem kokkupuude ümbritseva keskkonnaga, pikem vibratsiooni liikumise teekond);



pinnase tugevdamine (näiteks lubjakivi lisamine savipinnasele, nõuab ulatuslikke pinnasetöid);



raudtee ja hoonete vahele tõkete rajamine (sarnase konstruktsiooniga nagu müratõkked, kuid paigaldatakse sügavama vundamendiga);



levikut katkestavate süvendite või kaevikute rajamine (vajadusel koos täitematerjaliga, kuid kaeviku sügavus peab olema märkimisväärne ehk jääma suurusjärku 3-5 m);



vibratsioonist mõjutatud hoone vundamendi isoleerimine spetsiaalse toetusmaterjaliga;



mõjutatud hoonete ehituskvaliteedi parandamine, hoone konstruktsioonide (välispiirded, aknad) võnkumise vastupanuvõime (sh massiivsuse) suurendamine.

Mõningatel juhtudel võib olla olukord, kus raudtee all olev pinnas on kaljupinnas, sellisel juhul võib tekkida pinnases olukord, kus tekib struktuurne müra (structure borne noise), sellisel juhul on ballastimattide kasutamine äärmiselt kõrge efektiivsusega ning soovitatav. Nende paksus jääb üldjuhul vahemikku 25...45 mm. Ballastmattide paksus (millest sõltub nende elastsus) sõltub veeremi massist ja kiirusest. Paksemaid ja väga elastseid (25...45 mm) matte kasutatakse näiteks linnalistes piirkondades trammiteede all, kus kiirused ja koormused on väiksemad. Kiirraudteedel kasutatavate mattide paksused hakkavad 10...12 mm. [16]

56

Tabel 11.

Vibratsiooni leviku komponendid seotud allikaga [44] Faktorid seotud vibratsiooni allikaga Faktorid Veeremi vedrustus

Mõju Juhul

kui

veeremi

vedrustus

on

vertikaalsuunas liiga jäik, on mõjuvad jõud suuremad Veeremi tüüp ja tehniline olukord

Tavakasutuses olev veerem on enamasti liiga jäik, et veeremi jäikusel oleks mingisugune märkimisväärne

mõju

vibratsiooni

leevendamisele. Lisaks on veeremi pind ja selle tasasus üks peamiseid vibratsiooni allikaid.

Rööpa pind

Karedad

ja

töötlemata

rööbasteed

põhjustavad tihti suuremat vibratsiooni. Selle vältimiseks

tuleb

rööpaid

regulaarselt

hooldada.

Rööbastee konstruktsioon

Rööbastee konstruktsioon on üks peamiseid komponente Ground-borne

vibratsiooni noise

ehk

leevendamisel( vibratsioonist

põhjustatud täiendav müra). Kõige suuremat vibratsiooni põhjustab konstruktsioon, kus liiprid

on

betoonkonstruktsiooni

külge

kinnitatud. Vibratsiooni mõju on väiksem kui ballast on ehitatud killustikust (võrreldes betooniga), lisaks on vibratsiooniohu korral soovituslik

kasutada

spetsiaalseid

vibratsioonimatte vms.

Kiirus

Suuremad kiirused tekitavad suuremaid ja 57

Tabeli 11 jätk kõrgemaid vibratsioonilaineid.

Veeremi koosseis

Üldine reegel:

mida raskem on rongi

kogukaal, seda madalam tekkiva vibratsiooni sagedus. Ka kergkonstruktsioonist tunnel tekitab võrreldes maa all asuva betoon „karbist“ metrooga kõrgemaid sagedusi.

58

Tabel 12 Vibratsiooni leviku komponendid seotud teekonnaga [44] Faktorid seotud vibratsiooni teekonnaga Faktorid Pinnase tüüp

Mõju Vibratsioon

levib

paremini

jäikades

savipinnastes kui võrrelda levimise tingimusi lahtisemates pinnastes.

Kõvad pinnased

Vibratsioon levib paremini kui aluspõhja kivimid (jäigad kivimid) on maapinnast lähemalt kui 10 m. Tunnelis (kivipinnas) asetsev rööbastee tekitab konstruktsiooni vahetus läheduses madala sagedusega

Pinnaste kihistumine

Pinnase

kihistumisel

on

määrav

osa

vibratsiooni leviku teekonna määramisel.

Kahjuks on seda raske määrata, kuna pinnase olud on tihti äärmiselt erinevad ja koosnevad väga mitmetest materjalidest segamini.

Pinnasevee hulk ja asukoht

Groud borne vibratsiooni levikul peetakse tähtsaks pinnase hüdrogeoloogilisi omadusi.

Kahjuks ei ole hüdrogeoloogia mõjusid võimalik

üheselt

määratleda

(sõltub

konkreetsest situatsioonist).

Külmumissügavus

Katsetuste

tulemusena

indikatiivseid pinnases

on

on

saadud

kus

külmunud

vibratsiooni

liikumine

tulemusi,

intensiivsem.

59

Tabel 13 Vibratsiooni leviku komponendid seotud vastuvõtjaga [44]

Faktorid seotud vibratsiooni vastuvõtjaga Mõju

Faktorid Vundamendi tüüp

Üldine reegel: mida raskem on hoone vundament,

seda

suurem

vibratsiooni

sumbumine pinnasest hoonesse (ehk siis konkreetselt ruumidesse jõuab vähem müra).

Hoone konstruktsioon

Kuna Ground-Borne vibratsiooni käsitletakse enamasti

vibratsiooni,

mida

hinnatakse

ruumide sisse paigaldatud vastuvõtjate abil, tuleb

eraldi

soodumust

käsitleda

veel

vibratsioonist

ruumide

tingitud

heli.

Üldreegel: mida suurem hoone, seda vähem see vibratsioonist mõjutatud saab.

Heli neeldumine

Mida rohkem suudavad ruumide seinad vibratsiooni summutada, seda väiksem heli põhjustab

ruumides

Ground

-borne

vibratsioon.

3.5.1 Ballastimatt Vibratsiooni vähendav matt on eelkõige konstruktsiooniline lisalahendus paljudele eelnevalt välja toodud vibratsiooni vähendamise meetoditele (Vaata eespool). Erinevaid ehituslikke meetodeid kasutades on võimalik rööbasteest tulenevat vibratsiooni vähendada. [47]

60

Vibratsioonimattide kasutamine loob sõltuvalt lahendusest rööbaste alla lisaelastsust kandva kihi, lisatud kiht võib paikneda otse rööbaste, liiprite või ballasti all. Selline kiht on vajalik, et kaitsta ballastikihti äärmiselt jäikade aluste korral. Taolise tegevuse korral on võimalik vältida ballastis paikneva killustiku „kulumist“ (killustik kulub ja puruneb pidevate staatiliste ja dünaamiliste jõudude toimel). Lisaks halveneb peenosiste sisalduse suurenemisega ballasti dreenivus ning sellest tingituna võivad tekkida lirtsmed. Ballastimati paigaldamisega on kulukat ballastipuhastust võimalik lükata oluliselt kaugemale. [48] Raudtee konstruktsioonis on oluline, et oleks tagatud teatud elastsus ning kogu süsteem ei oleks liiga jäik. Kuna rööbasteele mõjuvad tervikuna erinevad jõud (konstruktsiooni omakaal, rongide kiirendus- ja pidurdusjõud, tsentrifugaaljõud jne) peab raudtee võimaldama mingisugust elastsust.

Raudtee kandevõime peab olema suur ning see suureneb teljekoormusi ja kiiruseid mööda. Sellest tingituna võidakse mõningates lahendustes kasutada muldkeha ülemisel osal (ballasti alus) stabiliseeritud materjale. Kuna selline lahendus on äärmiselt jäik, siis on vaja tagada raudtee vajalik elastsus. [48] Juhtudel, kus alus on liiga elastne ehk vajub erinevate koormamiste käigus lubatud vahemikust rohkem, mõjub see fataalselt terasest rööbasteele (liiklemine muutub ohtlikuks või võimatuks).

Liigse jäikuse korral (k.a sillad ja tunnelid) mõjub selline asi halvasti just ballastile (muldkeha ülesanne on jaotada ballastilt tulenev mõju oakorda maapinda). Olukorras, kus on vaja säilitada jäikust, ilma et kaotataks kandevõimeomadusi, kasutataksegi elastseid pukse või vastavaid matte.

Saksamaal kasutatakse selliseid lahendusi kõikidel sildadel ning tunnelites. [48]

61

Joonis 22. Ballastimatt. [47] Konkreetne matt koosneb ehituslikult kahest geotekstiilist, mille vahel on polüpropüleenist (väikesed kummist graanulid) materjal. Ballasti matt on nõeltöödeldud kogu mati ulatuses väga tihedalt (tagamaks mati homogeensust toote terves ulatuses). [48] Ballastmati üks teine peamine eesmärk on võimalus summutada raudteest tulenevalt vibratsiooni.

Sellise situatsiooni korral ei oma suurt efekti liiprite külge või ka rööbaste alla paigutatud materjalid. Kõike paremini töötab antud olukorras matt, mis asetseb otse ballasti all. Eelpool mainitud lahendus annab parima tulemuse, kuna ballast tekitab juba ise buffertsooni vibratsiooniallika (rong ise) ja muldkeha (maapind) vahel. Sõltuvalt asjaolust, et ballasti ise vähendab mingil määral vibratsiooni, siis vastava ballastimati paigaldamine aitab protsessile veel oluliselt kaasa. [48] Joonisel 22 on kujutatud Naue Secutexs EDF 5000 ballastimatti. Selline konkreetne matt laseb vett läbi ning on sellega ka dreeniv konstruktsiooni osa. Eelnevalt mainitud paigaldamine on tunduvalt mugavam, kuna rulli laius on 5 m ning paigaldades liimimise vajadust ei ole. [48] Vastavalt toodet tutvustavatele artiklitele, peab toode vastu vähemalt miljon sõidutsüklit. Sellise toote hind jääb suurusjärku 20 Eur/m2. Toode säilitab oma elastsed omadused temperatuuridel 30...+70 kraadi Celsiust. [48]

62

Tabel 14 Ballastimati käitumine liikluskoormuse all. [47]

Toodet on katsetatud ka 12, 5 miljoni sõidutsükliga. Kusjuures katsetused on sama teljekoorumusega nagu on planeeritud Rail Balticu lubatud teljekoormuseks (22,5 t). Selline ballasti matt asetatakse ballastikihi alla. Mati paksus on sõltuvalt olude vajadusest 25-45 mm.. Sõltuvalt konkreetsest situatsioonist ja oludest on võimalik vibratsiooni mõjuala oluliselt vähendada. [47]

63

Joonis 23. Spetsiaalne pehmendav kiht liiprite alla paigaldatuna. [47] Raudteel kasutatavate vibratsioonimattide tagajärjeks ballastkihi all asetsevana on ballasti mõningane liikumine dünaamilise koormuse tagajärjel. Kuna tegemist on siiski amorfse ainega (kumm), siis vajab ballast enda äärde tõkestavat seina, mis ei lase toimuda horisontaalsel liikumisel.

Ballastimati korral on spetsiaalsed kummigraanulid ümbritsetud geotekstiiliga, mis tahab oluliselt parema haakumise ballasti ja mati vahel, mis ei lase toimuba rööbastee külgsuunalisel liikumisel.

[48] Kindlasti on üheks suureks ja oluliseks aspektiks mati vee läbilaskvus (mitmed sellised matid on vett läbi laskmatud). Olukorras, kus matt ei lase vett läbi tekivad erinevad probleemid (eelkõige sildadel, kus vee sillalt ära juhtumine on äärmiselt oluline). Kuna mitmed tooted on ka küllaltki väiksed (rulli laiuseks ca 1 m), siis on sellise laiusega mati paigaldamine küllalti tülikas ja aeganõudev. Selliste toodete hind jääb sõltuvalt toote kaalust vahemikku 60...80 Eur/m2. [48]

64

KOKKUVÕTE Käesoleva lõputöö peamine fookus oli suunatud raudteega kaasneva müra ja vibratsiooni mõjudele ning seda eelkõige Rail Balticu konteksti kohaselt. Lõputöö eel autori poolt püstitatud eesmärgi tõestuseks oli vajalik kõigepealt müra ja vibratsiooni olemuse mõistete lahti seletamine. Töös toodi selgelt välja erinevad füüsikalised komponendid, millest müra ja vibratsioon koosnevad.

Lõputöö käsitles antud probleemi sisulist olemust inimorganismile ning tõi välja peamised negatiivsed ilmingud, mis võivad inimorganismil vastavas mõjualas avalduda. Kinnitust sai eelnevalt püstitatud hüpotees, et müra ja vibratsiooni mõju organismile on reaalselt suurem kui seda seni teadvustatud. Samas võrdlusastmes toodi välja ka õigusliku poole pealt seatud piirnormid vibratsioonile ja mürale.

Lisaks toodi käesoleva lõputöö koosseisus välja erinevad füüsikalised komponendid, millest müra ning vibratsioon moodustuvad. Antud füüsikaliste nähtuste paremaks mõistmiseks ja vajalike lahenduste välja pakkumisel oli antud seletus kindlasti asendamatu.

Kuna Rail Balticu avalikel aruteludel osaledes mõistis käesoleva lõputöö autor, et teema valmistab muret suurele osale kodanikele, siis sellest tulenevalt toodi välja ka mitmeid leevendusmeetmeid.

Antud probleemi lahendamisesse ei saa kindlasti suhtuda kasutades erinevaid tüüpmudeleid.

Konkreetsete toodete kasutamise efektiivsus rööbasteel vibratsiooni ja müra vähendamiseks sõltub kindlasti situatsioonipõhise lahenduse väljatöötamisel.

Autor tõstis esile need vastavad mõjud ning järeldusena võib öelda, et mainitud probleemi tuleb Rail Balticu kontekstis kindlasti põhjalikumalt käsitleda kui seda on tehtud seni Eestis oleval raudtee infrastruktuuril.

Lõputöö autori arvates on selliste teemade kaardistamine kindlasti äärmiselt vajalik. Kuna eestikeelset materjali leidub eespool mainitud teemadel suhteliselt vähesel määral, siis on antud lõputöö suureks abiks edasiste eestikeelsete uuringute ning aruannete koostamisel.

65

SUMMARY The main focus of the current graduation thesis lies on the effects of railway noise and vibration.

Principally, the research is about the new railway Rail Baltic and its technical parameters which define vibration and noise distribution. In order to support the hypothesis set up by the author of the thesis prior to research, it was necessary to firstly explain the essence of the terms noise and vibration. The physical aspects of these have been analysed and introduced in present thesis.

Another substantial problem â&#x20AC;&#x201C; the effect of noise and vibration on the human body â&#x20AC;&#x201C; has been disserted in the current graduation thesis. The investigation showed adverse influence stronger than acknowledged earlier. In the same degree of comparison, the legal maximum tolerances of these factors are brought out.

To understand how to reduce vibration and noise better, we should firstly recognize the content and physical parameters of these.

Performing at the public discussions about the new railway, the author of the thesis realised the peopleâ&#x20AC;&#x2122;s concern about the new railway and its noise and vibration. Due to that, the author introduced several means of noise and vibration mitigation and explained the technical feasibility of these.

In the interest of effectiveness, general solutions and models cannot be used for alleviating these problems. Every problem and situation has to be dealt with individually, and, in the opinion of the author of the thesis, this is the best approach to handling these kinds of issues.

The author of the current graduation thesis finds the mapping of such topics significant as the sources in the Estonian language are rather limited or out of date. Hence, the present thesis can be useful for carrying out further research in the future.

66

VIIDATUD ALLIKATE LOETELU 1. „www.eur-lex.europa.eu,“

Euroopa

Komisjoni

otsus

nr

884/2004

29.aprillist,

[Võrgumaterjal]. [Kasutatud 12.01. 2014].

2. „www.railbaltic.info.ee,“ Rail Baltic tutvustus. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 12.01. 2014].

3. „www.wikipedia.org,“ Dual gauge lahendus. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 13.01. 2014].

4. „www.osha.europa.eu,“ Müra mõiste seletus. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 11.01. 2014].

5.

„www.pkpk.ee,“ Müra akustika ja sagedused. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 10.01. 2014].

6. „www.envir.ee,“ Keskkonnamüra. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 14.01. 2014].

7. „www.roadservice.ee,“ Keskkonnamüra erandid. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 15.01. 2014].

8. „www.eea.europa.eu,“ Keskkonnamüra Euroopas. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 15.01.

2014].

9. „Välisõhu strateegiline mürakaart maanteelõikudes, milliste liiklussagedus ületab 6 miljonitsõidukit aastas,“ 2007. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 22.01. 2014].

10. „Paikuse vallas Seljametsa-Tammuru tuulepargi keskkonnamõju eelhinnang,“ 2008.

[Võrgumaterjal]. [Kasutatud 17.01. 2014].

11. Müra normtasemed elu- ja puhkealal, elamutes ning ühiskasutusega hoonetes ja mürataseme mõõtmise meetodid seadus 2002.

12. “Müra,“ 2007. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 20.01. 2014].

13. „www.tja.ee,“Müra TSI. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 28.01. 2014]. Noise TSI [WWW] http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2011:099:0001:0039:en:PDF (09.01.2014) 14. „www.eur-lex.europa.eu,“ Noise TSI. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 09.01. 2014] 15. „Modelling Rail Noise and Vibration,“ 2010. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 07.01. 2014].

16. H.Sandborg, Müranormide olukord Soomes ja Rootsis. [Intervjuu]. 12.01.2014 17. „www.ec.europa.eu,“ Teiste riikide müranormid. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 22.01. 2014].

18. Teet Tarros, Müratõkked erinevate tõkete sobivus eesti oludes“, Lõputöö, Tallinn: Tallinna Tehnikakõrgkool. 2012 p. 12 67

19. „www.liadur.cz,“ Helineelav mõratõke. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 07.01. 2014].

20. „www.ail.ca.ee,“ Heli peegeldav müratõke. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 07.01. 2014].

21. „www.blogspot.com,“ Valli ja müratõkke kombinatsioon. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 07.01. 2014].

22. „www.designwithsound.com,“ Taimestikust müratõke. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 07.01.

2014].

23. „www.wikipedia.org,“ Kallutatud müratõke. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 07.01. 2014]. [ 24. „www.iming.com,“ Hajutav või profileeritud müratõke. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 08.01.

2014]. [ 25. „www.whisper-wall.com,“ Vooderdatud müratõke. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 09.01.

2014].

26. „www.minnpost.com,“ Topelt müratõke. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 09.01. 2014].

27. „www.railbaltic.info.ee,“ Botniabana külastus. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 02.02. 2014].

28. „www.steriks.se,“ Madalad müratõkked. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 02.02. 2014].

29. „Engineering Aspects of Rail Damper Design and Installation“, 2006. [Võrgumaterjal].

[Kasutatud 10.02. 2014].

30. „www.tatasteeleurope.com,“ Kummipukside leviala. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 11.02.

2014].

31. „www.heringintemational.com,“ Rööbasteele paigaldatud kummipuksid. [Võrgumaterjal].

[Kasutatud 10.02. 2014].

32. „Töökeskkonna füüsikaliste ohutegurite parameetrite mõõtmine“, 2010. [Võrgumaterjal].

[Kasutatud 08.02. 2014] 33. „www.wikipedia.org,“ Vibratsiooni füüsikaline seletus. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 05.02.

2014].

34. „Understanding

and

Controlling

Noise

and

Vibration

form

Railways“,

2009.

[Võrgumaterjal]. [Kasutatud 12.02. 2014] 35. „Prediction of ground vibration from Railways“, 2000. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 01.02.

2014] 36. „www.wsdot.wa,“Vibrastiooni iseloomustav tabel. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 28.01.

2014].

37. „www.soundviewinstr.com,“

Vibrastiooni

mõjumine

hoonetele.

[Võrgumaterjal].

[Kasutatud 27.01. 2014].

38. „www.envir.ee,“ Vibratsiooni toimet ja selle allikad. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 05.02.

2014].

68

39. Vibratsiooni piirväärtused elamutes ja ühiskasutusega hoonetes ning vibratsiooni mõõtmise meetodid, seadus, 2002.

40. „www.hmmh.com,“ Vibratsiooni mõju hoonetele. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 14.02.

2014].

41. „www.archive.org,“ ISO 4866. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 08.02. 2014]. [WWW] http://archive.org/stream/gov.in.is.iso.4866.2010/is.iso.4866.2010_djvu.txt (13.02.2014) 42. „Train-Induced Ground Vibration and Its Prediction“, 2004. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 08.02. 2014] 43. „www.leg2.state.va.us,“ Norwegian standard NS 8141. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 15.02.

2014].

44. „Basic ground-borne vibratiuon concepts“, 2006. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 11.02. 2014] 45. V.Kärbla,Vibratsioon raudteel. [Intervjuu]. 16.02.2014 46. “High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment“, 2012.

[Võrgumaterjal]. [Kasutatud 20.02. 2014] 47. „Test report for the Geocomposite Secutex EDF 5000“, 2011. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 25.02. 2014] 48. M. Hempel, Ballasti matt. [Intervjuu]. 11.03.2014 49. „Rail Baltic KSH vahearuanne,“ 2014. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 05.03. 2014]

50. „www.wikipedia.org,“ Lainepikkus. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 27.02. 2014].

51. „www.4rail.eu“. Kiirring X 2000. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 17.03. 2014].

52. „www.simens.com.“ Regionaalrong Desiro ML. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 12.03.

2014].

53. „www.2.bp.blogspot.com.“.Kaubarong CSH. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 07.03. 2014].

54. „Road traffic noise“. 2009. [Võrgumaterjal]. [Kasutatud 14.02. 2014].

69

Lisa 1. MĂźratĂľke Muuga sadamas (erakogu)

70

Lisa 2. Tartu Tamme staadioni mĂźratĂľke (erakogu)

71

Lisa 3. Kiirrong X 2000 [51]

72

Lisa 4. Regionaalrong Desiro ML [52]

73

Lisa 5. Kaubarong CSH [53]

74

Lisa 6. Rongist tuleneva mĂźra jaotus [34]

75

Lisa 7. M체ra modelleerimine enne ja p채rast m체rat천kete paigaldamist [54]

76