2. GÜRÜLTÜNÜN SERBEST ALANDA YAYILMASI, KARAYOLU
2.3.2 Düzey-zaman karakteristikleri
Karayolu trafik gürültüsü, havayolu ve demiryolu gürültülerinin etkileri birleştirildiğinde bile, Amerika, Avrupa ve Dünya’nın çok büyük bir kısmında en önemli akustik rahatsızlık kaynağını oluşturmaktadır. Trafik şeridinden belirli bir uzaklıktaki gürültü, günün saati, trafik akışı, yol durumu, ağır araç oranı, lastik, motor, egzoz, şanzıman vb. tipi gibi bir çok faktöre dayanmaktadır. (Rettinger, 1988)
2.3.1 Spektral karakteristik bölümde anlatılan frekans özelliklerinin yanı sıra, trafik gürültüsü zamana da dayalıdır. Zaman skalası kısa dönem (örn. tekil araçların geçişinde ses basıncının yükselmesine ve düşüşüne bağlı) veya uzun dönem (bir saat, gün, hafta veya daha uzun zaman içinde düzey değişimini gösteren) olabilmektedir. Trafik gürültüsünün fiziksel değerlendirmesinde, hem kısa hem de uzun dönem zamanda düzey dalgalanmaları ele alınmalıdır. (Nelson, 1987) Şehirleşmiş ve bir çok şehir dışı alanda bile saatlik eşdeğer gürültü düzeyi, Lh, gün içinde değişiklik
gösterirken, Lgag yıl içinde değişiklik göstermektedir. (Rettinger, 1988)
Şekil 2.11.a, bir otoyol kenarına iki farklı uzaklıkta kaydedilmiş tipik trafik gürültü düzeyi-zaman çizelgesini, Şekil 2.11.b ise Gaussian yüzde skalasında bunların karşılığı kümülatif dağılımı göstermektedir. Şekil 2.11, yoldan uzaklık arttıkça, hem bütün yüzdesel düzeylerde tüm gürültü düzeylerinin azaldığını hem de düzeylerdeki değişkenliklerin azaldığını belirtmektedir. İkinci bahsedilen özellik, iki koşuldaki düzey dağılımlarının standart sapmasındaki farktan kaynaklanmaktadır.
Şekil 2.12, tek yönlü bir şehiriçi yolda bulunan trafik ışıklarından 80 m önce ve 50 m sonraki 2 noktada yapılan ölçümlerle elde edilen benzer zaman çizelgelerini ve istatistiki dağılımları göstermektedir. Bu durumda, zaman düzey karakteristikleri ve kümülatif dağılımlar gürültü yayılımı karakteristiğine değil, trafik akış tipine ve sonuç gürültü emisyonuna bağlıdır. Trafik ışıklarından önce araçlar genelde yavaşlamaya, trafik sırası nedeniyle durmaya veya sırada hızlanmaya başlamaktadır. Trafik ışıklarından sonra ise araçlar orta hızda ivmelenmekte ve gürültü, trafik ışığı dönemlerine göre (yeşil, sarı, kırmızı) tekrarlayan değişkenlik göstermektedir. Bu koşullar altında, ortalama yüzdesel düzeyler, her iki durumda da aynı olmasına rağmen, trafik ışıklarından sonraki gürültü grafiği, ışıklardan öncekilere göre çok daha fazla dalgalanmaktadır.
Trafik gürültüsünün saatlik, günlük değişkenliği trafik hacmine ve ağır araçların oranına bağlıdır. Eğer yolun yıllık kullanımı (örn. tatil yolları) farklılaşıyorsa, gürültüde yıllık değişkenlikler de önemli olmaktadır. (Nelson, 1987)
Şekil 2.13, 30 m uzaklıkta, 80 km/saat ile geçen araç sayısına ve %0 ile %10 ağır araç oranına bağlı olarak saatlik trafik gürültüsünün değişimini göstermektedir. Hafta sonları (Cumartesi ve Pazar) genellikle saatlik eşdeğer gürültü düzeyinin 6 dB daha az olduğu varsayılmaktadır.
Şekil 2.14, farklı ağır araç oranları ve farklı uzaklıklarda, gündüz saatlik geçen ve 80 km/saat ile seyrettiği varsayılan araç sayısına bağlı olarak saatlik eşdeğer gürültü düzeylerinin değişimi verilmektedir.
Şekil 2.12 : Tek yönlü bir şehiriçi yolda trafik ışıklarından 80 m önce ve 50 m sonra için (a) anlık zaman çizelgeleri ve (b) istatistiki dağılımlar (Nelson,
1987)
Şekil 2.13 : 30 m uzaklıkta, geçen araç sayısına (80 km/saat hızla) ve %0 ile %10 ağır araç oranına bağlı olarak saatlik trafik gürültüsünün değişimi
(Rettinger, 1988)
Şekil 2.14 : Farklı ağır araç oranları ve farklı uzaklıklarda, gündüz saatlik geçen araç sayısına (80 km/saat hızla) bağlı olarak saatlik eşdeğer gürültü
düzeylerinin değişimi (Rettinger, 1988)
Şehirlerde gündüz gürültü düzeyleri gece gürültü düzeylerine oranla daha fazladır fakat değişimlerin boyutu nüfus yoğunluğuna bağlıdır. Yüksek yoğunluklu bölgelerde (kilometrekareye 2000 kişiden fazla) Leq gündüz gece farkı 3 dB civarındayken, daha düşük yoğunluklu bölgelerde 12 dB’e kadar çıkabilmektedir. Şekil 2.15, gündüz saatlik ortalama 1000 araç geçen 4 şeritli bir yoldan 30 metre uzaklıkta, 24 saatlik gürültü etkileme düzeyi ölçümlerini göstermektedir.
Şekil 2.15 : Gündüz saatlik ortalama 1000 araç geçen ve %4 ağır araç oranına sahip 4 şeritli bir yoldan 30 metre uzaklıkta, 24 saatlik gürültü etkileme
düzeyi ölçümleri (Rettinger, 1988)
Şekil 2.16, 100 saniyelik bir süre içerinde geçen 10 aracın belirli bir uzaklıktaki gürültü tarihçesini göstermektedir. Bu düzeylerin aritmetik ve logaritmik ortalamaları ve eşdeğer düzeyleri verilmiştir:
Aritmetik ortalama: LA’ = 67.2 dBA
Logoritmik ortalama ya da enerji ortalaması: LA’’ = 71,75 dBA
Eşdeğer ses düzeyi: Leq = 65,73 dBA
Aritmetik ve logaritmik ortalamalar maksimum A ağırlıklı ses düzeylerinden elde edilirler ve 100 saniyelik zaman diliminin fonksiyonu değildirler. Fakat Leq bu
zamanın bir fonksiyonudur.
Yine Şekil 2.16’den, A ağırlıklı yüzdesel ses düzeyleri; 100 saniyelik sürede yüzde 1, 2, 3, 4, 10, 11 ve 50sine eşit ya da aşan ses düzeyleri okunabilmektedir. Şekil 2.17’de ise bu 10 araç geçişinin kümülatif dağılımı verilmiştir.
Şekil 2.16 : Araç geçişi nedeniyle arkaplan gürültüsünün üzerine çıkarak değişim gösteren gürültü düzeyleri (Rettinger, 1988)
Şekil 2.17 : 10 araç geçişinin kümülatif dağılımı (Rettinger, 1988) Bir akustik olayın standart sapması, σ, aşağıdaki denklemlerle hesaplanabilir:
T A N i dt L t L T N L L 0 2 1 2 ) ( 1 2. 35 Denklemde, σ: Standart sapma Li: i’inci gürültü düzeyiL : Logaritmik ortalama gürültü seviyesi (Rettinger, 1988)
2.4 Karayolu Gürültüsü Doz-Etki İlişkileri
Çevresel gürültü sadece Avrupa’da bile 80 milyon kişiyi kabul edilemez düzeylere ulaşarak etkilemektedir. Tüm çevresel gürültü çeşitleri içinde (karayolu, demiryolu, havayolu, sanayi, şantiye, komşu gürültüsü ve rekreasyon) en yüksek derecede rahatsızlığa karayolu gürültüsü sebep olmaktadır. Karayolu gürültüsü can sıkıntısı, uyku rahatsızlığı, stress ile ilgili bedensel rahatsızlıklar ve konsantrasyon ile kavrama performanslarını etkilemektedir. (Babisch, W. 2006) (WG-HSEA, 2004)
Gürültünün verdiği rahatsızlığı sayısal olarak hesaplamak için bir çok çalışma gerçekleştirilmiştir. En geniş kabulü gören, Schultz’un (1978) geliştirdiği, kara ve hava araçları gürültüsünün verdiği rahatsızlığı gösteren kriterdir. Daha önceki çalışmalarına dayanarak Schultz, Ldn ve yüksek derecede rahatsız olan insanların yüzdesi (Highly annoyed- %HA) arasında bir bağ kurmuştur. Analiz için sadece aşırı derecede rahatsız olan insanlar kullanılmıştır, böylece gürültüye karşı tepkileri birbirinden çok farklı olmamıştır. Schultz’a göre bu, tepkilerin subjektif yapısını en aza indirir ve gürültü ile rahatsızlıklar arasında açık ve kesin bir bağ kurar. Kryler (1982) ise, Schultz’a bir çok konuda katılmamaktaydı. Özellikle, sadece aşırı rahatsız olanların yerine değişik rahatsızlık derecelerinin kullanılması gerektiğini ve değişik taşımacılık çeşitlerinin değişik gürültü türleri ürettiğini düşünüyordu. Schultz eğrisi ek çalışmalarla yenilenmiştir ve aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
1990’da, Gürültü Federal Komitesi (FICON), havataşıtları gürültüsü üzerine yapılan çalışmaları incelemek için oluşturulmuştur. Komiteye, Çevresel Koruma Ajansı
(Environmental protection Agency), Federal Havacılık Yönetimi (Federal Aviation Administration), Savunma Bakanlığı (The Department of Defence), Şehircilik Bakanlığı (The Department of Housing and Urban Development), Emekli Asker İşleri Departmanı (The Department of Veterans Affairs), Adalet Bakanlığı (The Department of Justice), Tarihi Koruma Konseyi (The Council on Historic Preservation) ve Çevresel Kalite Konseyi (Council on Environmental Quality) ‘nden katılım gerçekleşmiştir. Ağustos 1992’de yayınlanan FICON final raporunda, konut alanlarındaki insanların gürültüden etkilenmesi üzerine oluşturulan ortak tablo Çizelge 2.3’te verilmektedir.
Şekil 2.18 : Ldn (dBA) ile yüksek derecede rahatsızlık arasındaki ilişki (Cowan, 1993)
Çizelge 2.2 : Ldn (dBA) ile yüksek derecede rahatsızlık arasındaki ilişki (Cowan, 1993)
Yüksek derecede rahatsız % (%HA) Ldn (dBA)
2 50 3 55 6 60 12 65 22 70 36 75 54 80 70 85 83 90 95 100 HA % Ldn (dBA)
Burada anlatılan çalışmalar ses düzeyi limitlerine (sound level limits) dayanmaktadır, bu nedenle de belirli ortam gürültüsü değerleri olduğu varsayılmalıdır. Özellikle ortam gürültüsünün az olduğu durumlarda (55 dB’den az) yeni gürültü kaynaklarının yarattığı ani değişikliklerin toplam gürültü değerlerine etkisi düşünülmelidir. Kaynağın tabiatı (durağan, kesik kesik, ani) da işin içine katılmalıdır. (Cowan, 1993)
Çizelge 2.3 : Konut alanlarındaki insanların gürültüden etkilenmesi (Cowan, 1993) Etkiler
Ldn
(dBA) İşitme kaybı
Rahatsızlık (%HA)
Ortalama toplum
tepkisi Alana karşı genel toplum tepkisi ≥75 Gerçekleşebilir 37 Çok ciddi Gürültü, toplumsal çevreye ters
düşen en önemli faktör 70 Büyük ihtimalle
gerçekleşmez
22 Ciddi Gürültü, toplumsal çevreye ters düşen en önemli faktörlerden
biri 65 Gerçekleşmez 12 Önemli
derecede
Gürültü, toplumsal çevreye ters düşüyor
60 Gerçekleşmez 7 Orta Gürültü, toplumsal çevreye ters düşüyor denebilir. ≤55 Gerçekleşmez 3 Az Gürültü diğer çevresel
faktörlerden daha önemli değil