JP2000304731A - 測定帯域外の音響特性推定方法 - Google Patents

測定帯域外の音響特性推定方法

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JP2000304731A
JP2000304731A JP11109418A JP10941899A JP2000304731A JP 2000304731 A JP2000304731 A JP 2000304731A JP 11109418 A JP11109418 A JP 11109418A JP 10941899 A JP10941899 A JP 10941899A JP 2000304731 A JP2000304731 A JP 2000304731A
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acoustic
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Kenichi Kido
健一 城戸
Hideo Suzuki
英男 鈴木
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Ono Sokki Co Ltd
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Ono Sokki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定可能帯域外の音響特性の適切な推定方法
を提供する。 【解決手段】 あらかじめ複数の測定法で同一条件の測
定対象の音響特性を測定して、それらの関係を把握して
おき、実際の測定にあたってはその測定に便利な測定法
で測定を行ない、その測定法では測定不能な帯域につい
てあらかじめ測定しておいた関係に基づいて推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定帯域外の音響
反射率あるいは吸音率等の音響特性の推定方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、排水性舗装の路面が増加してきて
いる。その理由は、排水性を増すことにより雨天走行時
の安全性を増すためである。路面に水が溜まることによ
るハイドロプレーン現象により、スリップ事故が発生す
ることがあることは良く知られている。さらに、冬季に
たまり水が凍結することにより事故の可能性が増加す
る。
【0003】排水性が見直されているもう一つの理由
は、排水性舗装により走行騒音が低減するという効果が
あるからである。高速走行時の道路交通騒音の大半は路
面とタイヤとの接触による騒音である。排水性を増すこ
とによりタイヤ騒音が数dB低下することが知られてい
る。これは、排水性舗装は通水性を有するため、音も路
面内部に入り込み吸音されること、タイヤの窪み部分で
の空気の圧縮・膨張の程度が低減されることなどによる
ものであることが知られている。
【0004】しかしながら、排水性舗装は通水性の構造
を持つため柔らかい構造であり、車両の走行により痛み
易いという欠点を持っている。従来型の舗装に比べて修
理の頻度も増えることになる。その度に路面を全面舗装
するのでは費用がかさみ、修理期間が長引くことによる
不便さも発生する。そこで、痛みの激しい所を局所的に
見出す測定方法があればその部分だけを補修することも
可能になる。また、測定する際に通常の交通を妨げずに
行うことが出来れば非常に有効な方法となる。
【0005】上述のように排水性舗装が良好な排水性と
走行騒音の低減との双方の側面を持っていることに着目
し、路面の各部分の局所的な吸音率を測定することによ
り、吸音率が低い、すなわちその部分での騒音が大きい
ことをもって排水性が劣化していること、すなわち傷み
が激しいことを検出することが考えられる。
【0006】この吸音率の測定方法としては従来以下の
方法が知られている。
【0007】(1)音響管を用いて垂直入射吸音率を求
める方法 垂直入射の吸音率を求めるもっとも良く用いられる方法
である(JIS規格で規定)。資料を円形に切り取る必
要があるが、信頼性の高い測定方法である。路面の吸音
率を測定するためには、サンプルの切り出しを行う必要
があるので、リアルタイムの測定には使えない。
(2)路面を残響箱の1面とし、残響時間からランダム
入射吸音率を求める方法 残響室を用いる吸音率測定もJISで規格化されている
標準的な方法である。吸音材を室内に持ち込む前と後の
残響時間を測定し、それらの値から吸音率を求める。
【0008】残響箱による方法では、大きな箱を扱うこ
と、完全反射面と路面との2回の残響時間を測定する必
要があること、外気温度の影響が現われやすいこと、な
どの欠点があり、これもリアルタイムの測定は不可能で
ある。
【0009】(3)インパルスを用いる方法 反射面にパルス状の音波を放射し、被測定面での反射波
の大きさと剛床面(完全反射面での反射波の大きさとの
比から吸音率を求める方法である。計測装置の構成の例
を図5に示す。信号発生器41で、指定の周波数を中心
とし、有限のバンド幅を有するパルス信号を発生させ、
そのパルス信号を増幅器42で適宜増幅してスピーカ4
3でパルス音に変換しそのパルス音を被測定面および剛
床面に順次に入射する。
【0010】それら被測定面あるいは剛床面からの反射
波をマイクロホン44で集音し、その集音した音信号を
増幅器45で増幅して信号分析器46に送る。信号分析
器では、それらの音信号の大きさの比から吸音率を測定
する。吸音率αは次式で求められる。
【0011】α=1−P1/P2 ただし、P1:被測定面での反射波のエネルギー、 P2:剛床面での反射波のエネルギー、 である。この場合でも同じ場所で実際の路面とそこに剛
床面を置いた状態との2回測定する必要がある。さら
に、後述する理由により重要な周波数帯域の吸音率測定
は不可能である。従って、この方法でも走行中の吸音率
の測定、すなわち走行中の排水性の測定は不可能であ
る。
【0012】以上のように、従来の吸音率測定法では、
走行中にリアルタイムで吸音率を測定することのできる
適当な方法は見当たらない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】以上のような状況下に
おいて、走行中にリアルタイムで吸音率を測定すること
のできる方法として、本願出願人により、スピーカを路
面に向けて配置するとともに、そのスピーカと路面との
間にマイクロホンを配置し、そのマイクロホンで、スピ
ーカから放射され路面に到達する前の入射波とその入射
波が路面で反射して戻ってきた反射波との双方を受信
し、その受信信号から入射波の成分と反射波の成分をそ
れぞれ切り出して、それら双方の成分に基づいてその路
面の音響反射率や吸音率を測定することが提案されてい
る(特願平10−21774号参照)。
【0014】ところがこの測定法の場合、入射波と反射
波とを完全に分離して切り出す必要があるために入射波
と反射波がマイクロホンで受信される時間を分離する必
要があり、このためスピーカは、測定対象の路面から、
測定しようとする周波数帯域における音波の波長の数倍
以上離す必要があり、数kHz以上の高周波域について
は非常に好適な測定法であるが、それ以下の低周波域に
ついては装置全体が極めて大きなものとなってしまい、
走行中にリアルタイムで測定する装置としては全く不向
きな測定法となってしまうという問題がある。
【0015】これに対し、排水性舗装の目詰まりによる
路面吸音率の周波数特性は、その排水性舗装道路の舗装
方法と目詰まりを起こす塵埃の性質により大きく異な
り、上記の走行中にリアルタイムで測定する測定法では
関心のある周波数帯域全域をカバーできないことにな
る。
【0016】本発明は、上記事情に鑑み、測定可能帯域
外の音響特性の適切な推定方法を提供することを目的と
する。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の測定帯域外の音響特性推定方法は、所定の第1の音
響特性測定法と、その第1の音響特性測定法の音響特性
測定可能帯域から少なくとも一部が外れた周波数帯域の
音響特性の測定が可能な第2の音響特性測定法との双方
を用いて、複数の既知の条件下における測定対象の音響
特性をあらかじめ測定して第1の測定結果を得ておき、
上記第1の音響特性測定法を用いて、条件の不明な測定
対象の音響特性を測定して第2の測定結果を得、上記第
1の測定結果と上記第2の測定結果とに基づいて、条件
の不明な測定対象の、上記第1の音響特性測定法の音響
特性測定可能領域から外れた、上記第2の音響特性測定
法の音響特性測定可能領域内の音響特性を推定すること
を特徴とする。
【0018】ここで、典型的には、上記第1の音響特性
測定法は、相対的に高周波域に音響特性測定可能帯域を
有する測定法であって、上記第2の音響特性測定法は、
相対的に低周波域に広がった音響特性測定可能領域を有
する測定法であり、上記第1の音響特性測定法を用い
て、条件の不明な測定対象の、相対的に高周波域の音響
特性測定結果を得て、その測定対象の、相対的に低周波
域の音響特性を推定する。
【0019】本発明の測定帯域外の音響特性推定方法
は、上記のようにあらかじめ複数の測定法で同一条件の
測定対象の音響特性を測定して、それらの関係を把握し
ておき、実際の測定にあたってはその測定に便利な測定
法で測定を行ない、その測定法では測定不能な帯域につ
いてあらかじめ測定しておいた関係に基づいて推定する
というものであり、こうすることにより実際の測定に用
いる測定法の測定可能帯域を越えた帯域についてその測
定対象の音響特性を知ることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
【0021】図1は、排水性舗装路面の音響特性を走行
中にリアルタイムで測定するのに適した音響特性測定装
置の構成を示す図である。
【0022】この音響特性測定装置10には、音響スピ
ーカ11と、マイクロホン12と、そのマイクロホン1
2で受信して得た信号を増幅するアンプ13と、回路部
20とが備えられている。この回路部20には、音響ス
ピーカ11に送る信号を発生させる信号発生部21、マ
イクロホン12で受信されアンプ13で増幅された信号
を入力し、音響反射率や吸音率を求める演算部が備えら
れている。
【0023】この図1には、実際の測定時の配置が示さ
れており、音響スピーカ11は測定対象路面100に向
けて設置され、マイクロホンがその音響スピーカ11と
測定対象路面100との間に設置されている。
【0024】ここで、音響特性を測定しようとしている
周波数帯域の音波の波長と比べ、音響スピーカ11とマ
イクロホン12との間の距離L1 やマイクロホン12と
測定対象路面100との間の距離L2として十分な距離
を確保できないときは、入射波と反射波の一部が重なっ
て受信されることになり、入射波と反射波とを分離する
ことができない。すなわちこの測定法は高周波域につい
て測定が可能な測定法である。
【0025】図2は、音響管を用いた音響特性測定装置
の構成を示す図である。
【0026】ここでは、測定対象の路面100に垂直に
音響管31が立設され、その音響管の端部にスピーカ3
2が配置され、その音響管31の内部にマイクロホン3
3が配置されている。
【0027】この状態でスピーカ32からある周波数の
音波を放射して音響管内に定在波を形成しマイクロホン
33を音響管31の長手方向に動かしながら音圧測定を
行なう。このような測定法によると、路面100の音響
特性の緻密な測定が可能であり、しかも図1に示す装置
では不得意な数kHz以下の低周波域についても音響特
性を測定することができる。ただしこの測定法では、長
大な音響管を用いるため路面を切り出してくる必要があ
り、リアルタイムな測定には全く不向きな測定法であ
る。
【0028】図3、図4は、図2を参照して説明した音
響管法によって測定した吸音率(実線)と、図1を参照
して説明した測定法によって測定した吸音率(破線)の
例を示す図であり、図3はA舗装面、図4はB舗装面で
ある。
【0029】ここで、図3、図4のa,b,cの各グラ
フはそれぞれ目詰まりの程度や塵埃の性質が違う場合の
吸音率の周波数特性である。
【0030】両舗装面ともに、目詰まりしていないとき
は、aの実線および破線で示すように比較的高い吸音率
を持っている。音響管法測定(実線)では、測定可能な
高周波数の限界が約7kHzであるため、それより高周
波にはのびていない。破線は図1を参照して説明した測
定法による測定値であるが、この測定法は2kHz以下
の周波数で測定精度が低下するので、それ以下の周波数
範囲は示されていない。両測定法で測定が行なわれる周
波数範囲で実線と破線が完全には一致しないのは、両測
定法における測定誤差のためである。
【0031】これらの測定は、測定室において行なう。
音響管法による測定は、音響管に合わせて切り取った試
料を用いなければならないので、測定室でなければ実行
できない。図1を参照して説明した測定法による測定は
実際の路面で行なうことを目的としているが、音響管法
による測定の試料と同じ試料で測定しておく必要がある
ので、測定室で測定することも考えられる。ただし、図
1の測定法では試料の広がりが少なくとも数メートルあ
ることが必要なので、舗装面を切り取る前の舗装道路で
行なうこともあり得る。
【0032】図3、図4のような測定結果を得た後に、
目詰まりの程度が未知の路面の測定を行なう。未知の路
面とは言っても、未知の範囲は目詰まりの程度だけで、
排水性舗装の方法・規格などはわかっているのが普通で
ある。それが分かっている場合の、図3、図4の結果を
得る準備測定は、同一の舗装方法・規格の舗装面につい
て行なうべきである。
【0033】未知の路面の測定は図1の測定法でしか行
なえない。得られる結果は、図3、図4の破線の範囲だ
けである。しかし、この範囲の吸音率の周波数特性が分
かれば、それにより実線の周波数範囲の周波数特性を推
定することが可能である。
【0034】測定しようとする排水性舗装路面について
図3、図4に示すようなデータを整えることにより、図
1の測定法での測定が容易な高周波帯域での測定結果を
基にして、図1の測定法のような迅速な測定が可能な方
法では測定が困難な可聴周波数帯域での吸音率を推定す
ることが可能となる。さらに、これによって路面の目詰
まりの程度を推定することも可能になる。 測定しよう
とする排水性舗装路面について、予備実験による塵埃の
詰まり具合と吸音率との関係が得られない場合には、類
似の排水性舗装路面についての目詰まりとの関係の測定
結果から、図1の測定法で測定した吸音率の周波数特性
に最も近いものを選定することによって、可聴周波数帯
域での吸音率および目詰まりの程度を推定することがで
きる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ある測定法を用いて測定対象の音響特性を測定して、そ
の測定法では測定不能な、あるいは測定誤差の大きな帯
域の音響特性を高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】排水性舗装路面の音響特性を走行中にリアルタ
イムで測定するのに適した音響特性測定装置の構成を示
す図である。
【図2】音響管を用いた音響特性測定装置の構成を示す
図である。
【図3】図2を参照して説明した音響管法によって測定
した吸音率(実線)と、図1を参照して説明した測定法
によって測定した吸音率(破線)の例を示す図である。
【図4】図2を参照して説明した音響管法によって測定
した吸音率(実線)と、図1を参照して説明した測定法
によって測定した吸音率(破線)の他の例を示す図であ
る。
【図5】従来の吸音率測定装置の構成例を示す図であ
る。
【符号の説明】
10 音響特性測定装置 11 音響スピーカ 12 マイクロホン 13 アンプ 20 回路部 21 信号発生部 22 演算部 23 記憶部 31 音響管 32 スピーカ 33 マイクロホン 100 測定対象路面
フロントページの続き Fターム(参考) 2G047 AA10 AC00 BA01 BA02 BC00 BC01 BC04 EA10 GF11 GG36 2G064 AA05 AB01 AB02 AB13 AB23 BD18 CC02 CC41

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の第1の音響特性測定法と、該第1
    の音響特性測定法の音響特性測定可能帯域から少なくと
    も一部が外れた周波数帯域の音響特性の測定が可能な第
    2の音響特性測定法との双方を用いて、複数の既知の条
    件下における測定対象の音響特性をあらかじめ測定して
    第1の測定結果を得ておき、 前記第1の音響特性測定法を用いて、条件の不明な測定
    対象の音響特性を測定して第2の測定結果を得、 前記第1の測定結果と前記第2の測定結果とに基づい
    て、条件の不明な前記測定対象の、前記第1の音響特性
    測定法の音響特性測定可能領域から外れた、前記第2の
    音響特性測定法の音響特性測定可能領域内の音響特性を
    推定することを特徴とする測定帯域外の音響特性推定方
    法。
  2. 【請求項2】 前記第1の音響特性測定法は、相対的に
    高周波域に音響特性測定可能帯域を有する測定法であっ
    て、前記第2の音響特性測定法は、相対的に低周波域に
    広がった音響特性測定可能領域を有する測定法であり、 前記第1の音響特性測定法を用いて、条件の不明な測定
    対象の、相対的に高周波域の音響特性測定結果を得て、
    該測定対象の、相対的に低周波域の音響特性を推定する
    ことを特徴とする請求項1記載の音響特性推定方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009017013A1 (ja) * 2007-07-27 2009-02-05 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. き裂進展予測方法及びプログラム

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