26/07/2025
Drgania w transporcie drogowym. Wybrane zagadnienia wpływu drgań na pojazdy drogowe
Jacek Wiederek
Zjawisko drgań przenoszonych przez ruch samochodowy istnieje od samego początku istnienia komunikacji drogowej. W pierwotnych fazach rozwoju tego środka transportu, drgania te nie były wnikliwie analizowane, ponieważ częstotliwość przejazdów i obciążenia były relatywnie niskie, a ich poziom nie różnił się znacząco od drgań generowanych przez inne środki transportu, takie jak ciężkie wozy konne, wyposażone w stalowe obręcze kół, poruszające się po brukowanych ulicach. Jednakże, wraz z postępem technologicznym i rozwojem alternatywnych środków transportu, uwaga została skierowana na potrzebę ograniczenia emisji hałasu i drgań generowanych przez pojazdy samochodowe na otoczenie. Zapobieganie rozprzestrzenianiu się drgań przez grunt na konstrukcje inżynierskie, emisji dźwięku oraz drgań materiałowych wymaga zastosowania nowych rozwiązań technologicznych i materiałowych, które spełniają wymogi izolacji drgań pomiędzy ich źródłem a otoczeniem. Aby ocenić skuteczność metod ograniczania wpływu drgań na konstrukcje inżynierskie, konieczne jest przeprowadzenie wstępnych badań dotyczących propagacji fali drganiowej w gruncie, opracowanie modelu propagacji fali oraz przeprowadzenie symulacji dla parametrów fizycznych gruntu, a następnie weryfikacja wyników na obiekcie rzeczywistym. W krajach rozwiniętych obecnie stosowane konstrukcje dróg, zarówno samochodowych, jak i szynowych, umożliwiającą znaczne ograniczenie emisji hałasu do otoczenia. Jedną z kluczowych metod redukcji hałasu i drgań w tych krajach jest stosowanie właściwie zaprojektowanych i wykonanych elementów dróg, co stanowi podstawę dla ograniczenia poziomu hałasu i drgań. Ten problem dotyczy nie tylko dróg samochodowych, skrzyżowań na jednym poziomie oraz skrzyżowań z torami kolejowymi, lecz także elementów infrastruktury drogowej, takich jak studzienki kanalizacyjne i włazy. Naprawa lub modernizacja pokryw tych elementów w ramach konserwacji sieci kanalizacyjnych jest niezwykle kosztowna. Doświadczenia wielu użytkowników sieci zarówno w Polsce, jak i w innych krajach UE, wskazują na to, że często szkody ponownie występują w ciągu dwóch lat po ich modernizacji lub remoncie. Wynikają one z oddziaływań dynamicznych różnych rodzajów pojazdów samochodowych. W przeciwieństwie do sytuacji w Niemczech, w Polsce brakuje badań dotyczących użyteczności poszczególnych typów studzienek i włazów montowanych na drogach, a metody modernizacji pokryw włazowych są różnorodne, co może mieć wpływ na ich trwałość i wydajność.
Bezpieczeństwo w transporcie jest kluczowym aspektem, którym należy się zająć w kontekście zagrożeń wynikających z drgań. Drgania generowane przez pojazdy mogą mieć negatywny wpływ na konstrukcje drogowe oraz na samochody i ich pasażerów. Dlatego też zrozumienie i kontrola drgań w transporcie są istotne dla zapewnienia bezpieczeństwa zarówno infrastruktury drogowej, jak i użytkowników pojazdów. Przyjęcie odpowiednich środków zaradczych, takich jak stosowanie materiałów izolujących drgania oraz regularne monitorowanie stanu technicznego dróg i pojazdów, może przyczynić się do minimalizacji ryzyka związanego z drganiami w transporcie. W obliczu powyższego, istotnym wyzwaniem dla naszego kraju jest minimalizacja wpływu oddziaływań dynamicznych generowanych przez elementy integralne dróg samochodowych na środowisko. Jednym z możliwych rozwiązań jest stosowanie wibroizolacji w tych elementach konstrukcyjnych, takich jak studzienki i włazy, na samochodowych trasach komunikacyjnych. Parametry wibroizolacyjne, mechaniczne oraz reologiczne są dobierane w oparciu o analizę dynamiki modeli prawidłowych układów wibroizolacji. Takie działanie mogłoby ograniczyć rozprzestrzenianie się fali drganiowej w gruncie, co z kolei zmniejszyłoby negatywny wpływ na inne konstrukcje inżynierskie, takie jak budynki czy wiadukty. Ponadto, mogłoby to przyczynić się do redukcji emisji hałasu, szczególnie uderzeniowego.
