מאמרים

אספלט שקט - האם הוא פתרון לרעש תחבורה?

הגידול המתמשך בצי הרכב ובהיקף תשתיות הדרך הפך את רעש התחבורה למקור המטרד הדומיננטי בתחום הרעש הסביבתי בישראל. בשנת 2010 נמנו בישראל כ-2.57 מיליון כלי רכב מנועיים, ובשנת 2024 עלה המספר על 4.2 מיליון, גידול מצטבר של 64% המשקף שיעור גידול שנתי ממוצע של כ-3.5%. לפי נתוני מבקר המדינה, בין השנים 2000 ל-2021 גדל מספר כלי הרכב הממונעים פי 2.1, שטח הכבישים גדל פי 1.58 ואורך הכבישים פי 1.24. בין השנים 2019 ל-2023 נסללו 799 ק"מ כבישים חדשים, ו-2,865 ק"מ כביש הורחבו או שודרגו.

הכפלת צי הרכב בשני העשורים הראשונים של המאה מייצגת תוספת רעש משמעותית, המשפיעה כיום על אוכלוסייה בהיקף של שכונות ויישובים שלמים.

אמצעי מיגון רעש תחבורה נחלקים באופן מקובל לשתי משפחות: מיגון בנתיב ההתפשטות, ובראשו המחסום האקוסטי על צורותיו השונות (קיר, סוללת עפר, שילוב ביניהם), ומיגון במקור, המבקש להפחית את הרעש הנפלט עוד לפני שהחל להתפשט. האספלט השקט משתייך למשפחה השנייה, ומוצג לא אחת כאמצעי מיגון אקוסטי שקול לאמצעים האחרים.

אמצעי זה התגלה באירופה בשנות השבעים של המאה העשרים כתופעת לוואי. התערובת פותחה לצורך שיפור ניקוז מי גשם והפחתת סכנת החלקה, ורק במהלך השימוש בה נמצא כי היא מפחיתה את רעש הנסיעה ב-3 עד 5 דציבל בהשוואה לאספלט דחוס. בישראל החל השימוש בתערובות מסוג SMA (Stone Mastic Asphalt), שפותחו בגרמניה והותאמו לאקלים המקומי, בשנות השמונים.

לתערובות האספלט הנקבובי (Porous Asphalt) המשווקות כיום מיוחסת הפחתת רעש מרבית של עד 7 דציבל בתנאי סלילה חדשים. ערך זה אינו קבוע ואינו בלתי מותנה. מטרת מאמר זה היא לבחון את יעילותו האקוסטית של האספלט השקט כפונקציה של שלושה משתנים - זמן השירות, מהירות הנסיעה ומשטר התנועה - ולגזור מכך את המסקנות המתחייבות בעת שילובו בתכנון מיגון אקוסטי.

הבהרה מתודולוגית: המאמר אינו עוסק בשאלת מפלס הרעש הנוצר בכביש, אלא בשאלת חלקו של הרעש הניתן להפחתה באמצעות משטח הכביש. שתי השאלות נבדלות זו מזו, וערבוב ביניהן הוא מקור נפוץ לשגיאה בתכנון.

מנגנון ההפחתה ותלותו במהירות

רעש הנפלט מכלי רכב מנועי מורכב משני מקורות עיקריים:

רעש הנעה (propulsion noise) - הרעש הנוצר במערכת ההיסע של הרכב: מנוע, מערכת פליטה, תמסורת ומאווררים. יש להבהיר כי המונח מתייחס למערכת המניעה של הרכב בעת נסיעה, ולא לפעולת ההתנעה או להפעלת הרכב ממצב כבוי.

רעש גלגול (rolling noise) - הרעש הנוצר במגע בין הצמיג לפני הכביש, ממנגנוני רטט מבנה הצמיג, שאיבת אוויר (air pumping) והחזרות אקוסטיות בחלל שבין הצמיג לכביש.

לצד שני מקורות אלה קיימים מקורות רעש נוספים, שאינם קשורים למשטח הכביש ואינם מושפעים מתכונותיו האקוסטיות: צפירות, סירנות של רכבי חירום, חריקת בלמים, טריקת דלתות, רעש הנובע מתנועת מטען בכלי רכב כבדים ומקפיצתו על גבי מרכב הרכב, רעש מערכות קירור ומשאבות בכלי רכב מסחריים, ורעש אווירודינמי במהירויות גבוהות. במצבי תנועה מסוימים, ובעיקר בתנועה עצור-סע ובצמתים, תרומתם של מקורות אלה למפלס הכולל אינה זניחה.

האספלט הנקבובי פועל על רעש הגלגול. המקרו-טקסטורה מפחיתה את מנגנון שאיבת האוויר, והנקבוביות הפתוחות מספקות בליעה אקוסטית. יעילותו תלויה אפוא ביחס שבין רעש הגלגול לבין יתר המקורות בכביש הנבחן.

הביטוי הפורמלי במודל CNOSSOS-EU

מודל הרעש האירופי CNOSSOS-EU [5], שאומץ כשיטת החישוב המחייבת בהנחיית הרעש הסביבתי האירופית [9], מפריד במפורש בין שני המקורות העיקריים. עבור כל קטגוריית רכב m ורצועת תדר i:

רעש גלגול:

L_WR,i,m = A_R,i,m + B_R,i,m · log₁₀(v / v_ref) + ΔL_WR,i,m

רעש הנעה:

L_WP,i,m = A_P,i,m + B_P,i,m · [(v − v_ref) / v_ref] + ΔL_WP,i,m

כאשר v היא מהירות הזרימה הממוצעת ו-v_ref = 70 קמ"ש היא מהירות הייחוס.

ההפרש המבני בין שתי הנוסחאות הוא לב העניין. רעש הגלגול גדל לוגריתמית עם המהירות, בקצב הנקבע על ידי המקדם B_R, בסדר גודל של 30 דציבל לעשור מהירות ברכבים קלים. רעש ההנעה, לעומתו, גדל לינארית ביחס לגודל (v − v_ref)/v_ref, כלומר בקצב מתון בהרבה. מכאן נובע בהכרח קיומה של מהירות חצייה, שמתחתיה רעש ההנעה דומיננטי ומעליה רעש הגלגול דומיננטי. אין מדובר בממצא אמפירי מקרי אלא בתוצאה ישירה של מבנה המודל.

מפלס ההספק האקוסטי הכולל מתקבל מחיבור אנרגטי:

L_W = 10 · log₁₀ (10^(L_WR/10) + 10^(L_WP/10))

מהירות החצייה בספרות

ניתוח הנגזרות הראשונה והשנייה של עקומת פליטת הרעש של CNOSSOS-EU לרכב קל [8] העמיד את מהירות החצייה על 37.7 קמ"ש.

בספר היסוד בתחום רעש הצמיג-כביש, שחיברו Sandberg ו-Ejsmont [4], מוצב הסף שבו רעש הגלגול הופך למקור הדומיננטי במהירות של 50 קמ"ש לרכבי נוסעים, ובמהירות גבוהה יותר לכלי רכב כבדים.

מדידות שדה בשיטת עוצמת קול על גבי הרכב (OBSI) שבוצעו עבור משרד התחבורה של אונטריו [7] מציבות את הסף המעשי במהירות העולה על 60 קמ"ש, שמעליה מרבית הרעש הנפלט מרוב כלי הרכב מקורו בצמיגים.

יש לציין כי מודל CNOSSOS-EU אינו מייחס לאספלט הנקבובי תרומה אפסית ברעש ההנעה. תיקון משטח הכביש מוחל על שני המקורות, אלא שעבור רעש ההנעה הוא מוגבל בערך מרבי של אפס:

ΔL_WR,i = α_i + β_i · log₁₀(v / v_ref) ΔL_WP,i = min(α_i , 0)

משמעות הדבר היא שמשטח נקבובי בולע גם רכיבי קול המוחזרים מפני הכביש, ולכן מפחית במידת מה גם את רעש ההנעה, בעוד שמשטח דחוס אינו מגדיל אותו. היעילות במהירות נמוכה אינה אפוא אפס, אך היא מצטמצמת באופן מהותי.

כימות היעילות בפועל

ניתן לכמת את ההשפעה במישרין. יהי R מפלס רעש הגלגול, P מפלס רעש ההנעה, ו-ΔR ההפחתה שמספק המשטח ברעש הגלגול. ההפחתה בפועל במפלס הכולל היא:

ΔL_total = 10·log₁₀(10^(R/10) + 10^(P/10)) − 10·log₁₀(10^((R−ΔR)/10) + 10^(P/10))

הטבלה שלהלן מציגה את ההפחתה בפועל עבור משטח שערכו הנומינלי ΔR = 5 דציבל, כפונקציה של ההפרש בין שני מקורות הרעש.

ההפחתה בפועל מתקרבת לערך הנומינלי רק כאשר רעש הגלגול דומיננטי בבירור. במהירות החצייה, שבה שני המקורות שווים, ההפחתה מסתכמת ב-1.8 דציבל, כלומר 3.2 דציבל פחות מן הערך המיוחס למשטח. כאשר רעש ההנעה דומיננטי ב-10 דציבל, ההפחתה בפועל אינה עולה על 0.3 דציבל, והמשטח חדל למעשה לתפקד כאמצעי מיגון אקוסטי.

דעיכה אקוסטית לאורך זמן

מנגנון הדעיכה

היעילות האקוסטית של האספלט הנקבובי נשענת על נפח חללי האוויר הפתוחים והמקושרים, המשמשים כבולעי קול. שני תהליכים פוגעים בהם: דחיסה מכנית הנגרמת מעומס התנועה, וסתימה (clogging) מהצטברות אבק, חול ופסולת.

מחקרם של Xu ועמיתיו [1] בחן את התהליך באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת בקרני רנטגן, שממנה נבנה מודל תלת-ממדי של התערובת, ובאמצעות מודל אלמנטים סופיים מצומד מסוג צמיג-כביש-אוויר. נמצא כי עלייה בתכולת חללי האוויר מפחיתה את מפלס הלחץ האקוסטי הממוצע, וכי חסימת החללים במים או בחומרי סתימה משנה את התנהגות המערכת. המחקר גוזר ספי תחזוקה כמותיים: תכולת חללי אוויר של 17% כסף לביצוע ניקוי, ו-14% כסף התרעה על כשל תפקודי.

במחקרם של Wu ועמיתיו [2] בוצע מעקב רציף בן שבע שנים אחר שלושה מבני מיסעה נקבוביים, במדידות OBSI ובהשוואה לשכבה דקה דחוסה. נמצאה ירידה משמעותית במקדם חיכוך פני השטח (SFC) ובשיעור הפגיעות, לצד יציבות יחסית במדד החספוס (IRI) ובעומק החריצים. הפרשי הרעש מול משטח הייחוס נעו בטווח הבינוני בין 1.53 ל-2.88 דציבל. נמצא מתאם מובהק בין מפלס ה-OBSI לבין מקדם החיכוך, המיוחס ללטישת האגרגטים הגסים, המפחיתה את המיקרו-טקסטורה ומגבירה את הרעש בתדרים גבוהים.

נתוני שדה: מדידות אונטריו

המקור הכמותי המפורט ביותר על דעיכה בתנאי שירות אמיתיים הוא תוכנית המדידות שבוצעה עבור משרד התחבורה של אונטריו על כביש 405 [7]. חמישה מקטעי ניסוי באורך 500 מטר נסללו בסתיו 2009, ונמדדו בשיטת OBSI לפי תקן AASHTO TP-76-12 בשנים 2009, 2010, 2012 ו-2013, במהירויות 80 ו-100 קמ"ש.

מן הנתונים עולים ארבעה ממצאים:

ההפחתה ההתחלתית נעה בין 1.9 ל-4.5 דציבל, ולא הגיעה לערכים של 5 עד 7 דציבל המיוחסים לתערובות אלה בספרות היצרנים.
ערכי ההפחתה ירדו באופן מובהק בתוך שלוש שנות שירות. במקטע A ירד ערך ההפחתה מ-4.5 ל-1.7 דציבל בין 2009 ל-2012, הפרש של 2.8 דציבל. במקטע C ירד הערך מ-3.8 ל-0.9 דציבל בין 2009 ל-2013, הפרש של 2.9 דציבל. במקטע D, שנסלל בתערובת SMA, הפך המשטח לאחר שלוש שנים לרועש יותר ממשטח הבקרה בהפרש של 1.7 דציבל. כלומר האמצעי שנועד לשמש למיגון אקוסטי הפך לתורם רעש נוסף.
הניקוי סיפק שיפור שולי בלבד. במקטע A השתפר ערך ההפחתה מ-2.6 ל-3.4 דציבל, שיפור של 0.8 דציבל, ולא הושבו הערכים המקוריים.
מסקנת מחברי המחקר היא כי תערובות מפחיתות רעש מספקות הפחתה מתונה בלבד, קטנה מ-3 דציבל; כי יעילותן דועכת במהירות; וכי הניקוי מספק שיפור שולי.

יש להדגיש כי בישראל לא בוצעו מדידות רעש השוואתיות לאורך זמן על ידי משווקי האספלט, על ידי חברות התשתית או על ידי הרשויות המזמינות. לא פורסמו נתוני מעקב מקומיים המאמתים או מפריכים את ערכי ההפחתה המיוחסים לתערובות המשווקות בישראל, ולא קיים בסיס נתונים מקומי המאפשר להעריך את קצב הדעיכה בתנאי האקלים, העומס והתחזוקה הישראליים.

נתונים משלימים מהניסיון האירופי

דוח הסקירה של מנהל הכבישים הפדרלי האמריקאי [6], שבחן את הטכנולוגיה בדנמרק, הולנד, צרפת, איטליה ובריטניה, מציג ממצאים עקביים.

חוקרים בריטים מדווחים על אובדן של כמחצית מן התועלת האקוסטית לאחר חמש עד שש שנות שירות. בדנמרק נמצא כי משטחים שקטים נעשים רועשים באופן ניכר לאחר שמונה שנים, וכי משך התועלת האקוסטית מאופיין כשש שנים בקירוב; כבר בשנה הראשונה נרשמה ירידה של 1.0 עד 1.5 דציבל. בצרפת נמדדה עלייה של 3 דציבל לאחר שש שנים בתערובת BBTM 0/6 בעלת 18% חללים, ותוספת של 0.8 דציבל בשנה השביעית.

הצלבת המקורות מניבה תמונה עקבית: ערך ההפחתה יורד ב-2 עד 3 דציבל בתוך שלוש עד חמש שנות שירות, ומתאפס למעשה בטווח של חמש עד שמונה שנים בהיעדר חידוש של השכבה העליונה. הניקוי מאט את התהליך אך אינו הופך אותו.

השפעת משטר התנועה: מהירות ורמת שירות

מרמת שירות למהירות ליעילות

רמת השירות (Level of Service) היא מדד מקובל בהנדסת תנועה לאיכות זרימת התנועה, בסולם A עד F. הקשר בינה לבין היעילות האקוסטית של המשטח אינו ישיר, אלא עובר דרך המהירות בפועל: רמת שירות נמוכה משמעה מהירות נמוכה, ומהירות נמוכה משמעה יחס R − P שלילי יותר, ומכאן יעילות נמוכה יותר לפי הכימות שלעיל.

רמת שירות A ו-B. זרימה חופשית או יציבה במהירות התכן, בכביש בין-עירוני בדרך כלל מעל 80 קמ"ש. רעש הגלגול דומיננטי בבירור, והמשטח פועל בתחום יעילותו המרבית.
רמת שירות C. זרימה יציבה אך בעלת חופש תמרון מוגבל, והמהירויות יורדות בדרך כלל אל מתחת ל-70 קמ"ש. אף שרעש הגלגול עודנו הרכיב הדומיננטי, משקלו היחסי קטן מזה שברמות A ו-B, ובהתאם פוחתת יעילות המשטח. אין לראות ברמת שירות C תנאי המאפשר הנחת יעילות מלאה.
רמת שירות D. זרימה המתקרבת לאי-יציבות, ירידה ניכרת במהירות והופעת מחזורי האטה. היעילות מצטמצמת מהותית.
רמת שירות E. הכביש פועל בקיבולת מלאה, הזרימה אינה יציבה, והמהירויות מתקרבות למהירות החצייה או יורדות אל מתחתיה. בחלק ניכר מן הזמן רעש ההנעה הוא הדומיננטי, והיעילות נמוכה.
רמת שירות F. תנועת עצור-סע. מרבית האנרגיה האקוסטית נובעת מהאצות, מבלימות, מחריקת בלמים וממנועים בעומס, כלומר ממנגנונים שהמשטח אינו פועל עליהם. היעילות מזערית.

הבהרה: המיפוי בין רמת שירות ליעילות אקוסטית הוא הסקה הנדסית המבוססת על הקשר המקובל בהנדסת תנועה בין רמת שירות למהירות בפועל, ועל ספרות פליטת הרעש הקושרת בין מהירות להרכב הרעש [4, 5, 8]. הספרות האקוסטית עצמה מנוסחת במונחי מהירות ומשטר נהיגה ולא במונחי רמת שירות.

השפעת סוג הרכב

יעילות המשטח אינה אחידה בין קטגוריות רכב. בהולנד [6] נמצא כי אספלט נקבובי דו-שכבתי משיג ביצועים טובים יותר במהירויות גבוהות, ומסוגל להשיג בכלי רכב כבדים הפחתה דומה לזו שבכלי רכב קלים, בעוד ששכבות דקות מתפקדות טוב יותר במהירויות נמוכות האופייניות לכבישים עירוניים, אך אינן משיגות בכלי רכב כבדים הפחתה דומה. בצרפת [6] נמצא באופן עקבי כי השפעת סוג המשטח על כלי רכב כבדים קטנה מזו שעל כלי רכב קלים, ובמיוחד במהירויות נמוכות. המחקר ההולנדי המקורי משנות השבעים מצא הפחתה של 3 דציבל ברכבי נוסעים ואפס הפחתה במשאיות כבדות.

למרכיב זה משמעות מעשית: בכביש שבו שיעור כלי הרכב הכבדים גבוה, היעילות הצפויה נמוכה מן הערך הנומינלי.

צימוד בין מהירות לקצב הדעיכה

לציר המהירות השפעה שנייה, המחריפה את ציר הזמן. בכבישים מהירים פועל מנגנון ניקוי עצמי חלקי, אולם על פי חוקרים בריטים [6] הניקוי מתרחש בעיקר בעקבות הצמיגים, ואילו בשאר חתך המיסעה הנקבוביות נסתמות ומפחיתות את התועלת האקוסטית הנובעת מבליעת הקול המתפשט. במהירויות נמוכות נחלש מנגנון זה.

התוצאה היא צימוד שלילי בין שני הצירים. בכביש עירוני, או בכביש בין-עירוני הפועל דרך קבע ברמת שירות E או F, היעילות ההתחלתית נמוכה בשל הרכב הרעש, וקצב הדעיכה מהיר יותר בשל היחלשות הניקוי העצמי.

השלכה לכבישים בין-עירוניים

כביש שמהירות התכן שלו 90 או 100 קמ"ש עשוי לפעול ברמת שירות A ברוב שעות היממה ולצנוח לרמת שירות E או F בשעות השיא. משמעות הדבר היא שדווקא בשעות שבהן נפח התנועה מרבי, ובהן מספר החשופים לרעש הוא הגדול ביותר, יעילות המשטח היא הנמוכה ביותר.

תכנון מיגון אקוסטי המייחס לאספלט השקט ערך הפחתה אחיד לאורך היממה אינו עומד במבחן שעות העומס. מדובר בכשל בהנחת התכנון, ולא בקביעה בדבר מפלסי הרעש המוחלטים בשעות אלה.

דרישות תחזוקה

שימור היעילות האקוסטית מחייב שלושה סוגי פעולה:

ניקוי תקופתי. שטיפה בלחץ גבוה או שאיבה ייעודית, לשם שמירה על פתיחות הנקבוביות. הספרות ממליצה על תדירות של פעם בשנה לפחות, ובאזורים בעלי עומס תנועה גבוה או ריכוז אבק מוגבר, פעמיים בשנה. יש לסייג: מדידות אונטריו [7] הראו כי ניקוי המבוצע בשלב מתקדם משיב 0.8 דציבל בלבד ואינו מחזיר את הערכים המקוריים. הניקוי הוא אפוא אמצעי מונע ולא אמצעי משקם.
תיקון סדקים ונזקים. מניעת חדירת מים ולכלוך המאיצים סתימה ושחיקה.
חידוש פני השטח. במקרים של שחיקה מתקדמת, באמצעות שחיקה יהלומית (Diamond Grinding) או יישום שכבה חדשה. זהו האמצעי היחיד המשיב את הביצועים באופן ממשי.

בישראל לא מתקיימת תחזוקה אקוסטית ייעודית של מיסעות בהיקף הנדרש, לא הוגדרו נהלים לתדירות ניקוי ולא הוקצו תקציבים ייעודיים למטרה זו.

הבחנה בין אמצעי מיגון קבוע לאמצעי תלוי תנאים

ההבדל המהותי בין אספלט שקט לבין מחסום אקוסטי, קיר או סוללת עפר, אינו בהכרח בעוצמת ההפחתה אלא באופי התפקוד לאורך זמן ומול משתני התנועה.

מחסום אקוסטי מספק את ערך ההפחתה שלו באופן קבוע. ערך זה נגזר מגיאומטריה, כלומר מגובה, מאורך וממיקום ביחס לקו המקור ולנקודת הקליטה, ואינו תלוי בנפח התנועה, במהירות הנסיעה, ברמת השירות, בשעת היממה או בגיל המתקן.

אספלט שקט הוא אמצעי שביצועיו משתנים בשני צירים בלתי תלויים: הוא נשחק עם הזמן, והוא תלוי במהירות ובמשטר התנועה. ערך ההפחתה המיוחס לו בעת התכנון מתקיים בטווח תנאים מוגדר בלבד.

סייג: אין באמור משום חוות דעת בדבר יעילותו של מחסום אקוסטי כפתרון מיגון, ואין בו המלצה כללית להעדיפו. בחירת אמצעי מיגון מחייבת בחינה פרטנית של גיאומטריית המקרה, מאפייני מקורות הרעש, פריסת הקהל החשוף ושיקולים תכנוניים, סביבתיים וכלכליים. ההשוואה שלעיל מתייחסת לתכונה אחת ומוגדרת - קביעות התפקוד.

מסקנות

יעילות האספלט השקט מותנית בשלושה משתנים בלתי תלויים: זמן השירות, מהירות הנסיעה ומשטר התנועה, והרכב צי הרכב. אין לייחס לו ערך הפחתה קבוע, ואין לראות בו אמצעי מיגון אקוסטי בעל תפקוד ידוע מראש.

דעיכה בזמן

בהיעדר תחזוקה שוטפת ומתמשכת, הכוללת ניקוי תקופתי וחידוש מחזורי של השכבה העליונה, האספלט השקט חדל לתפקד כאמצעי מיגון אקוסטי. הספרות ונתוני השדה מצביעים על ירידה של 2 עד 3 דציבל בערך ההפחתה בתוך שלוש עד חמש שנות שירות, ובמקרים מסוימים על עלייה במפלס הרעש מעל למשטח הייחוס. הניקוי הוא אמצעי מונע ולא משקם, ואינו משיב את הערכים המקוריים.

מהירות הנסיעה

מהירות הנסיעה קובעת את הרכב הרעש, ומכאן את חלקו של הרעש שהמשטח מסוגל בכלל להשפיע עליו. יש להבחין בין שלושה תחומים:

מעל 60 קמ"ש. מדידות שדה [7] מצביעות על כך שמעל מהירות זו מרבית הרעש הנפלט מרוב כלי הרכב מקורו במגע הצמיג עם הכביש. זהו התחום שבו האספלט השקט פועל ביעילותו המיטבית, בכפוף למגבלת הזמן ולהרכב צי הרכב.

בין 37.7 ל-60 קמ"ש. תחום מעבר. רעש הגלגול עודנו הרכיב הדומיננטי אך משקלו היחסי הולך וקטן, ובהתאם פוחתת יעילות המשטח באופן הדרגתי. הספרות מציבה את סף הדומיננטיות של רעש הגלגול במהירות של 50 קמ"ש לרכבי נוסעים [4]; מדידות השדה מצביעות על 60 קמ"ש כגבול מעשי [7]. אין להניח בתחום זה יעילות מלאה.

מתחת ל-37.7 קמ"ש. מהירות החצייה, שבה משתווה תרומת רעש ההנעה לתרומת רעש הגלגול [8]. מתחת לערך זה רעש ההנעה הוא הדומיננטי, וההפחתה בפועל שהמשטח מסוגל לספק היא שולית. במהירויות אלה אין לזקוף לאספלט השקט ערך הפחתה כלשהו בתכנון.

רמת שירות ומצבי קיצון

בכבישים עירוניים, ובכבישים בין-עירוניים הפועלים דרך קבע ברמת שירות E או F, אין להתייחס לאספלט השקט כמקור מיגון אקוסטי. הרכב הרעש בתנאים אלה אינו מאפשר לו לפעול ביעילות משמעותית, וקצב הסתימה מואץ.

מעבר לכך, ובאופן מהותי לא פחות, אין להסתפק בבחינת רמת השירות הממוצעת או השכיחה. יש לבחון במפורש את מצבי הקיצון בשעות השיא. כביש הפועל ברמת שירות C במרבית שעות היממה עשוי לצנוח לרמת שירות E או F בשעות השיא, שבהן מהירות הנסיעה הממוצעת יורדת אל מתחת ל-60 קמ"ש ולעיתים אל מתחת למהירות החצייה. בשעות אלה, שבהן נפח התנועה מרבי ומספר החשופים לרעש הוא הגדול ביותר, התועלת האקוסטית של האספלט השקט אינה קיימת, ואין להתחשב בה בחישוב.

תכנון מיגון אקוסטי המייחס לאספלט השקט ערך הפחתה אחיד לאורך היממה אינו עומד במבחן שעות העומס. מדובר בכשל בהנחת התכנון.

מגבלת מודלי החישוב: היעדר הבחנה לפי סוג רכב

מדובר בכשל מובנה, ולא בשגיאת יישום של המתכנן.

בישראל נעשה שימוש במודל TNM (Traffic Noise Model) של מנהל הכבישים הפדרלי האמריקאי. המודל מפריד בין קטגוריות רכב - רכב קל, משאית בינונית, משאית כבדה, אוטובוס ואופנוע - וכל קטגוריה מקבלת עקומת פליטה משלה כפונקציה של מהירות. עד כאן ההפרדה תקינה.

אלא שתיקון משטח הכביש במודל אינו מבחין בין הקטגוריות. התיקון המיוחס לאספלט שקט מוחל כערך אחיד על כלל צי הרכב, כאילו השפעתו על משאית כבדה זהה להשפעתו על רכב פרטי.

הספרות שוללת הנחה זו במפורש. בצרפת [6] נמצא כי השפעת סוג המשטח על כלי רכב כבדים קטנה מזו שעל כלי רכב קלים, ובמיוחד במהירויות נמוכות. המחקר ההולנדי המקורי משנות השבעים מצא הפחתה של 3 דציבל ברכבי נוסעים ואפס הפחתה במשאיות כבדות. בהולנד [6] נמצא כי רק תערובת נקבובית דו-שכבתית מסוגלת להשיג בכלי רכב כבדים הפחתה דומה לזו שברכבים קלים, ואילו שכבות דקות אינן משיגות זאת.

הפער נובע מהבדל במנגנון. ברכב קל, חלק ניכר מרעש הגלגול נוצר במנגנון שאיבת האוויר בחלל שבין הצמיג לכביש, מנגנון שהמקרו-טקסטורה והנקבוביות פועלות עליו במישרין. בכלי רכב כבדים גדל משקלם היחסי של רעש ההנעה ושל רטט מבנה הצמיג בתדרים נמוכים, שבהם הבליעה האקוסטית של השכבה הנקבובית פחות יעילה.

המסקנה המעשית: בכביש שבו שיעור כלי הרכב הכבדים גבוה, ההפחתה בפועל נמוכה מזו שהמודל מחשב. הפער גדל ככל שהמהירות יורדת, שכן שני הגורמים פועלים באותו כיוון. מגבלה זו אינה ייחודית ל-TNM וקיימת גם במודלים אחרים, ובכללם CNOSSOS-EU, שבו מקדם תיקון המשטח נקבע לפי סוג התערובת ולא לפי קטגוריית הרכב.

לפיכך, בעת שימוש בתוצאות מודל המשקללות תיקון בגין אספלט שקט, יש לבחון את הרכב צי הרכב בפועל, ולהתייחס לערך המחושב כאל גבול עליון ולא כאל ערך צפוי.

סיכום

במקרים שבהם האספלט השקט הוא האמצעי היחיד או העיקרי המביא את מפלס הרעש אל מתחת לסף המותר, העמידה בסף היא זמנית מטבעה, והחריגה צפויה לשוב בתוך שנים ספורות ללא שינוי בתנאי הסביבה.

בתכנון מיגון אקוסטי המסתמך על אספלט שקט יש להתייחס במפורש לחמישה נושאים: פרופיל המהירות לאורך היממה, לרבות מהירות הנסיעה הממוצעת בשעות השיא; רמת השירות במצבי קיצון ולא רק בממוצע; הרכב צי הרכב ושיעור כלי הרכב הכבדים; ערך ההפחתה הממוצע לאורך חיי הפרויקט ולא ערך השיא בעת הסלילה; והגורם האחראי לתחזוקה, תדירותה ומקור התקציב.

בהיעדר מענה לחמשת אלה, אין בסיס מקצועי לייחס לאספלט השקט ערך מיגון אקוסטי כלשהו.

שאלות ותשובות

מציעים לנו אספלט שקט במקום קיר אקוסטי. האם זה שווה ערך?

לא. אלה שני אמצעים שונים באופיים. מחסום אקוסטי מספק את ערך ההפחתה שלו באופן קבוע, כפועל יוצא של גיאומטריה, ואינו תלוי בנפח התנועה, במהירות, בשעת היממה או בגיל המתקן. אספלט שקט תלוי בשלושה משתנים שכולם משתנים לאורך זמן: מצב הנקבוביות, מהירות הנסיעה בפועל והרכב צי הרכב. גם כאשר ערך ההפחתה הנומינלי דומה, ההשוואה אינה שקולה. אין בכך כדי לקבוע שמחסום עדיף בכל מקרה; בחירת אמצעי מיגון מחייבת בחינה פרטנית.

מבטיחים לנו הפחתה של עד 5 דציבל. האם זה ריאלי?

זהו ערך שיא בתנאי סלילה חדשים ובמהירות גבוהה. מדידות שדה מתועדות [7] מצאו הפחתה התחלתית בטווח של 1.9 עד 4.5 דציבל בלבד, ובשלוש עד ארבע שנים ירדו ערכים אלה ב-2.8 עד 2.9 דציבל. ראוי לברר האם הערך שהוצג הוא ערך השיא בעת הסלילה או ערך ממוצע לאורך חיי הפרויקט, ומה מקורו.

מה קורה לאספלט השקט אחרי כמה שנים?

הנקבוביות שמאפשרות את בליעת הרעש נסתמות מאבק, חול ולכלוך, ופני השטח נשחקים ונלטשים. הספרות ונתוני השדה מצביעים על ירידה של 2 עד 3 דציבל בערך ההפחתה בתוך שלוש עד חמש שנות שירות, ועל התאפסות מעשית בטווח של חמש עד שמונה שנים בהיעדר חידוש השכבה העליונה. במקרה מתועד אחד [7] הפך מקטע שנסלל בתערובת SMA לרועש יותר ממשטח הבקרה בהפרש של 1.7 דציבל, כבר לאחר שלוש שנים.

הכביש שלנו הוא כביש מהיר. האם זה מבטיח שהאספלט יעבוד?

זה משפר את הסיכוי, אך אינו מבטיח. יש להבחין בין מהירות התכן לבין המהירות בפועל. כביש שמהירותו המותרת 90 קמ"ש עשוי לפעול ברמת שירות F בשעות השיא, במהירות ממוצעת הנמוכה מ-60 קמ"ש. דווקא בשעות אלה, שבהן נפח התנועה מרבי, יעילות המשטח היא הנמוכה ביותר.

האם אספלט שקט עוזר בכביש עירוני?

בהיקף מוגבל בלבד. במהירויות נמוכות, רעש ההנעה, כלומר מנוע ותמסורת, הוא הדומיננטי, ואילו האספלט פועל בעיקר על רעש הגלגול. מהירות החצייה שבה שני המקורות משתווים הוערכה ב-37.7 קמ"ש [8]. בנוסף, בתנועה איטית נחלש מנגנון הניקוי העצמי החלקי שפועל בכבישים מהירים, ולכן הסתימה מהירה יותר. שני הגורמים פועלים באותו כיוון.

מה המשמעות של מהירות החצייה?

זהו הגודל שקובע אם למשטח יש בכלל השפעה. רעש הגלגול גדל לוגריתמית עם המהירות ואילו רעש ההנעה גדל בקצב מתון בהרבה, ולכן קיימת מהירות שמתחתיה רעש ההנעה דומיננטי. כאשר שני המקורות שווים, משטח שערכו הנומינלי 5 דציבל מספק 1.8 דציבל בפועל. כאשר רעש ההנעה גבוה ב-10 דציבל, ההפחתה בפועל אינה עולה על 0.3 דציבל.

מה המשמעות של רמת שירות בהקשר של רעש?

רמת השירות (Level of Service) היא מדד מקובל בהנדסת תנועה לאיכות זרימת התנועה, בסולם A עד F. בהקשר האקוסטי היא משמשת כמדד עקיף למהירות בפועל: רמת שירות נמוכה משמעה מהירות נמוכה, ומכאן משקל גדול יותר לרעש ההנעה על חשבון רעש הגלגול. אין להסתפק ברמת השירות הממוצעת; יש לבחון את מצבי הקיצון בשעות השיא, שכן בהם היעילות נמוכה ביותר.

בכביש שלנו עוברות הרבה משאיות. האם זה משנה?

כן, ובמידה ניכרת. המחקר ההולנדי המקורי משנות השבעים מצא הפחתה של 3 דציבל ברכבי נוסעים ואפס הפחתה במשאיות כבדות. בצרפת [6] נמצא באופן עקבי כי השפעת סוג המשטח על כלי רכב כבדים קטנה מזו שעל כלי רכב קלים, ובמיוחד במהירויות נמוכות. בכביש שבו שיעור כלי הרכב הכבדים גבוה, ההפחתה בפועל נמוכה מהערך הנומינלי.

התסקיר האקוסטי חושב במודל TNM. האם הוא מטפל בכך?

לא במלואו. מודל TNM מפריד בין קטגוריות רכב וקובע לכל אחת עקומת פליטה משלה, אך תיקון משטח הכביש מוחל כערך אחיד על כלל צי הרכב, כאילו השפעתו על משאית כבדה זהה להשפעתו על רכב פרטי. הספרות שוללת הנחה זו. מגבלה זו אינה ייחודית ל-TNM וקיימת גם ב-CNOSSOS-EU. לפיכך יש להתייחס לערך המחושב כאל גבול עליון ולא כאל ערך צפוי.

האם יש נתונים ישראליים על ביצועי האספלט השקט?

לא. בישראל לא בוצעו מדידות רעש השוואתיות לאורך זמן על ידי משווקי האספלט, על ידי חברות התשתית או על ידי הרשויות המזמינות. לא פורסמו נתוני מעקב מקומיים המאמתים או מפריכים את ערכי ההפחתה המיוחסים לתערובות המשווקות בישראל. היעדר בסיס נתונים מקומי הוא כשלעצמו נתון רלוונטי בבחינת ההסתמכות על אמצעי זה.

אילו שאלות ראוי לשאול לפני שמסכימים לאספלט שקט כאמצעי מיגון?

חמש שאלות. מהי המהירות הממוצעת בפועל בכביש, ולא המהירות המותרת, בשעות השיא ובשעות הלילה. מהי רמת השירות הצפויה במצבי קיצון. מהו שיעור כלי הרכב הכבדים. האם ערך ההפחתה שהוצג הוא ערך השיא בעת הסלילה או ממוצע לאורך חיי הפרויקט. ומי הגורם האחראי לתחזוקה, באיזו תדירות ומהו מקור התקציב והאם ישנה התחייבות כתובה לתחזוקה נאותה לאורך חיי הכביש. בהיעדר מענה לחמש אלה, אין בסיס מקצועי לייחס לאספלט השקט ערך מיגון.

מהי התחזוקה הנדרשת?

שלושה סוגי פעולות: ניקוי תקופתי בשטיפה בלחץ גבוה או בשאיבה, פעם בשנה לפחות ובאזורים עמוסים פעמיים בשנה; תיקון שוטף של סדקים ונזקים; וחידוש או החלפה של השכבה העליונה. יש להדגיש כי הניקוי הוא אמצעי מונע ולא משקם. מדידות אונטריו [7] הראו כי ניקוי המבוצע בשלב מתקדם משיב 0.8 דציבל בלבד ואינו מחזיר את הערכים המקוריים.

המדידה בוצעה לפני מספר שנים. האם היא עדיין מייצגת?

לא בהכרח. מדידה שבוצעה בסמוך לסלילה משקפת את מצב השיא של המשטח ולא את מצבו הנוכחי. מדידה חוזרת עשויה להראות מפלסים גבוהים יותר גם ללא שינוי בנפחי התנועה. בבחינת מטרד רעש תחבורה יש לברר מתי נסלל הכביש, מתי בוצעה המדידה, ומה בוצע מאז מבחינת תחזוקה.

האם ניתן להסתמך על תסקיר רעש שייחס לאספלט השקט ערך הפחתה קבוע?

תסקיר המייחס לאספלט השקט ערך הפחתה אחיד לאורך חיי הפרויקט ולאורך שעות היממה מבוסס על הנחה שאינה עומדת במבחן. ראוי לבחון האם התסקיר התייחס לדעיכה האקוסטית לאורך זמן, לפרופיל המהירות ולרמת השירות במצבי קיצון, ולהרכב צי הרכב; והאם הוגדרה תוכנית תחזוקה ומי אחראי לביצועה.

מה קורה כאשר האספלט השקט הוא האמצעי היחיד שמביא את הרעש אל מתחת לסף?

במצב כזה העמידה בסף היא זמנית מטבעה. ערך ההפחתה נשחק עם הזמן, ולכן החריגה צפויה לשוב בתוך שנים ספורות מבלי שדבר בסביבה השתנה. זהו מצב תכנוני הראוי לבחינה מוקדמת, ולא לאחר שהמטרד מתחיל.

מקורות

[1] Xu, G., Li, K., Li, C., Wang, H., Leng, Z., & Chen, X. (2024). Noise reduction performance and maintenance time of porous asphalt pavement. Construction and Building Materials, 452, 138913. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.138913

[2] Wu, H., Wang, G., Li, M., Zhao, Y., Li, J., Han, D., & Li, P. (2023). Investigation of Medium-Term Performance of Porous Asphalt and Its Impacts on Tire/Pavement Noise. Buildings, 14(1), 64. https://doi.org/10.3390/buildings14010064

[3] Noise Reduction Effect of Porous Asphalt Pavement Based on Acoustic-Structure Coupling Model. Environmental and Earth Sciences Research Journal, 8(2). https://doi.org/10.18280/eesrj.080206

[4] Sandberg, U., & Ejsmont, J. A. (2002). Tyre/Road Noise Reference Book. INFORMEX, Kisa, Sweden.

[5] Kephalopoulos, S., Paviotti, M., & Anfosso-Lédée, F. (2012). Common Noise Assessment Methods in Europe (CNOSSOS-EU). JRC Reference Report EUR 25379 EN. Publications Office of the European Union, Luxembourg. https://doi.org/10.2788/31776

[6] Federal Highway Administration (2005). Quiet Pavement Systems in Europe. FHWA International Technology Scanning Program, Report FHWA-PL-05-011. U.S. Department of Transportation. https://international.fhwa.dot.gov/pubs/quiet_pav/

[7] Penton, R. L. S. Effectiveness of Noise Reducing Asphalt Pavements. Canadian Acoustics / Acoustique Canadienne. Novus Environmental Inc., Guelph, Ontario, for the Ontario Ministry of Transportation, Materials Engineering Research Office.

[8] Single vehicles' noise emission curves analysis by means of first and second derivatives. Applied Acoustics (2023). https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2023.109512

[9] Commission Directive (EU) 2015/996 establishing common noise assessment methods according to Directive 2002/49/EC of the European Parliament and of the Council.

---------

המאמר הנו מאמר מקצועי אקוסטי ונכתבה על ידי אינג' עמרי אבס M.Sc, יועץ אקוסטיקה מומחה, לשימוש מקצועי של אנשי מקצוע העוסקים בתכנון אקוסטי, במיגון רעש תחבורה ובהערכת אמצעי הפחתת רעש, ולשימוש משפטנים והציבור הרחב, הנדרשים לפרשנות מקצועית בתחום מיגון רעש תחבורה והשימוש באספלט השקט כחלק מפתרון המיגון. פרשנות מקצועית־אקוסטית אינה תחליף לייעוץ משפטי ומקצועי פרטני. הערכים המספריים מתבססים על ספרות מחקרית בינלאומית ואינם תחליף לבחינה פרטנית של מקטע כביש מסוים.

ט.ל.ח

המשרד להגנת הסביבה - רעש מתחבורה. מע נעשה כדי להפחית את ההשפעה של מפגעי רעש מתחבורה - Gov.il

קריטריונים לרעש מדרכים - Gov.il

מתודולוגיה לתכנון אקוסטי של כבישים - Gov.il

ת"י 1349 - אקוסטיקה: תיאור של רעש סביבתי ומדידתו

ISO 1996-1:2016 · ISO 1996-2:2017

המשמעויות הכלכליות ביישום רמות תקן שונות לרעש מכבישים - עמוס לביא, ייעוץ כלכלי והשקעות בע"מ

אקוסטיקה סביבתית - תכנון, מדידות רעש מכבישים ואנליזות רעש תחבורה

מאמר זה פורסם בתאריך 24/06/2025 | מאמר זה עודכן לאחרונה: 26/08/2026