NL2016280B1 - Bestratingselement. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een blokvormig geluidsabsorberend, omvattende: - een bovenvlak; - een ondervlak; - een aantal zich tussen het bovenvlak en ondervlak uitstrekkende zijvlakken; - een aantal langgerekte uitsparingen van verschillend dieptes die zijn gerangschikt voor het in verschillende frequentiebereiken absorberen van op het bovenvlak invallend geluid; waarbij de uitsparingen zijn voorzien in één of meer van de zijvlakken. De uitvinding betreft tevens een plaveisel omvattende een aantal naast elkaar op een ondergrond geplaatste of plaatsbare bestratingselementen, waarbij de bestratingselementen zijn uitgevoerd om één of meer uitsparingen in een zijvlak van een eerste bestratingselement samen met een resterend deel van het zijvlak van een tweede, tegenoverliggend bestratingselement één of meer resonatoren te laten vormen.

Description

BESTRATINGSELEMENT

De uitvinding heeft betrekking op een blokvormig geluidsabsorberend bestratings-element, op een bestrating omvattende een aantal van dergelijke bestratingselementen alsmede op een werkwijze voor het op een ondergrond aanbrengen van dergelijke bestratingselementen.

Verkeerslawaai van verkeer op wegen, spoorwegen en de luchtvaart is één van de belangrijkste bronnen van geluidoverlast. Geluidoverlast kan resulteren in ergernis of zelfs tot gezondheidsklachten. Wegverkeersgeluid als gevolg van motorvoertuigen zoals auto’s, vrachtwagens, motorfietsen en dergelijke, bevat over het algemeen de volgende componenten: rolgeluid als gevolg van over het wegdek rollende wielen, motorgeluid als gevolg van het in werking zijn van de motor van de langsrijdende voertuigen alsmede geluid als gevolg van de interactie tussen de bewegende voertuigen en de lucht.

Teneinde de door het wegverkeer veroorzaakte geluidsniveaus voor de omgeving te reduceren, is het bekend om het wegdek te voorzien van geluidsabsorberend asfalt, zoals het zeer open asfalt beton (ZOAB). Aan het gebruik van dergelijk geluidsabsorberend asfalt kleeft echter een aantal bezwaren. Allereerst is het aanleggen en onderhouden van dergelijk asfalt tamelijk kostbaar. Verder is dit asfalt relatief slecht bestand tegen verkeer dat een bocht maakt (cornering traffic). Bovendien is dergelijk geluidsabsorberend asfalt minder effectief bij lagere snelheid en wordt derhalve in stedelijk gebieden minder vaak toegepast. Een verder bezwaar is dat het monolithische karakter van een asfaltweg de toegang tot onder de weg bevindende voorzieningen zoals kabels, leidingen en pijpen verhindert. Zeker in stedelijke gebieden is de dichtheid van dergelijke voorzieningen onder het wegdek groot. Om al deze redenen is het gebruikelijk om in residentiële gebieden vaak geen gebruik te maken van asfalt, maar het wegdek uit te voeren met bestratingselementen. Deze bestratingselementen zijn niet geluidsabsorberend en het bezwaar van het gebruik van bestratingselementen is derhalve dat deze relatief veel geluid veroorzaken. Niet alleen veroorzaken de bestratingselementen relatief veel rolgeluid doordat ze relatief ver uit elkaar geplaatst worden en de banden gemakkelijk tegen de randen van de bestratingselementen kunnen stoten en/of doordat de bestratingselementen van akoestisch hard materiaal zijn gemaakt en daardoor het rolgeluid sterk reflecteren, maar door het harde oppervlak van de bestratingselementen wordt ook het overige verkeersgeluid teruggekaatst en veroorzaakt geluidsoverlast in de omgeving.

Het zou eventueel mogelijk kunnen zijn om in het bovenoppervlak van de bestratingselementen (dat wil zeggen het vlak waarover het verkeer rijdt) een aantal akoestische resonatoren aan te brengen met als doel het gedeeltelijk absorberen van het op het bovenoppervlak invallende geluid. Deze resonatoren zouden op zijn minst het in de omgeving terechtkomende geluid afkomstig van de motor, van het rolgeluid en van de interactie met de lucht kunnen verminderen. Een bezwaar van een dergelijke oplossing zou echter zijn dat hemelwater dat in de resonatoren terecht is gekomen, bijvoorbeeld als gevolg van regen, het geluidsabsorberende effect van de resonatoren geheel of gedeeltelijk teniet doet. Tijdens of vlak na een regenbui zal derhalve het wegdek weinig of niet geluid absorberen. Aangezien bovendien hemelwater nauwelijks verdampt uit deze resonatoren, zeker wanneer deze relatief klein zijn, blijft het water gedurende geruime tijd in de resonatoren achter. In de praktijk zou dit betekenen dat het wegdek gedurende een groot deel van de tijd niet of slecht zou absorberen.

Het zou ook mogelijk kunnen zijn om het bestratingselement van een waterdoorlatend of poreus materiaal te maken. Dergelijk materiaal heeft echter de neiging om op termijn vervuild te geraken waardoor de waterafvoerende werking vermindert. Verder is een waterdoorlatend bestratingselement minder robuust. Zeker bij vorst en dooi kunnen dergelijke bestratingselementen tot problemen leiden. Het is dus aan te bevelen om een niet poreus materiaal te gebruiken. Bezwaar van het gebruik van niet-poreus materiaal is dat deze alleen geluid zou kunnen absorberen als gebruik gemaakt wordt van caviteiten (d.w.z. holtes) waarin akoestische resonantie optreed.

Het is het doel van de uitvinding om en bestratingselement te verschaffen waarin ten minste één van de genoemde en/of andere bezwaren ten minste gedeeltelijk is ondervangen.

Het is tevens een doel een praktisch beter toepasbaar geluidsabsorberend bestratingselement te verschaffen.

Het is verder een doel van de uitvinding een bestrating van bestratingselementen te verschaffen dat gemakkelijk op een ondergrond kan worden aangebracht en gedurende een groot deel van de tijd een grote geluidabsorptie kan realiseren.

Volgens een eerste aspect van de uitvinding wordt ten minste één van de genoemde doelen bereikt in een blokvormig geluidsabsorberend bestratingselement, omvattende: - een bovenvlak; - een ondervlak; - een aantal zich tussen het bovenvlak en ondervlak uitstrekkende zijvlakken; en - een aantal langgerekte uitsparingen van verschillend dieptes die zijn gerangschikt voor het in verschillende frequentiebereiken absorberen van op het bovenvlak invallend geluid; waarbij de uitsparingen zijn voorzien in één of meer van de zijvlakken.

De uitsparingen zijn ingericht om resonatoren te kunnen vormen waarmee het invallende geluid kan worden geabsorbeerd. Doordat de resonatoren van verschillende dieptes en/of vorm zijn, kan het geluid over een relatief breed frequentiespectrum worden geabsorbeerd. Doordat de uitsparingen verder zijn aangebracht in een of meer zijvlakken, kan in een uitsparing terechtgekomen water via de onderzijde van de uitsparing en de tussenruimte tussen naburige bestratingselementen wegstromen. Dit betekent dat de uitsparingen snel leeg stromen en de absorberende werking niet of nauwelijks (maar dan slechts gedurende een zeer korte tijdsperiode) wordt beïnvloed.

In uitvoeringsvormen van de uitvinding omvat het bestratingselement een eerste zijde en een tweede zijde (tegenoverliggende zijde of naburige zijde), waarbij één of meer uitsparingen in de eerste zijde zich op omtrekposities uitstrekken die afwijken van de omtrekposities waarop de één of meer uitsparingen in de tweede zijde zich uitstrekken. De positionering van de uitsparingen is zodanig dat wanneer de eerste zijde van een eerste bestratingselement en een tweede zijde van een tweede bestratingselement in gebruik tegen over elkaar geplaatst zijn, de uitsparingen van het eerste bestratingselement zich op andere omtrekposities bevinden dan de uitsparingen in het tweede bestratingselement. Hiermee wordt dus bewerkstelligd dat er nooit twee uitsparingen van verschillende bestratingselementen aansluiten (als er twee uitsparingen van dezelfde diepte tegenover elkaar worden geplaatst is de porositeit immers tweemaal te groot) zodat de porositeit altijd de vooraf bepaalde juiste waarde heeft. Zodoende wordt een optimale absorptie bewerkstelligd.

Overigens is het wel mogelijk om de bestratingselementen zodanig uit te voeren dat de uitsparingen van naburige bestratingselementen zich juist wel precies tegenover elkaar bevinden. Elk van de uitsparingen moet dan tweemaal zo klein zijn als de uitsparing in de boven genoemde uitvoeringsvormen teneinde gezamenlijk een uitsparing van de gewenste afmetingen te vormen. Ook in deze uitvoeringen kan de porositeit de vooraf bepaalde juiste waarde hebben. Van belang is dat de uitsparingen van naburige bestratingselementen zich altijd op vooraf bepaalde, vaste onderlinge posities ten opzichte van elkaar bevinden wanneer de bestratingselementen op de ondergrond zijn aangebracht en dat er bij de dimensionering van de uitsparingen rekening is gehouden met deze vaste onderlinge posities.

Verder is de uitsparing in een zijvlak aan de zijkant bij voorkeur geheel of gedeeltelijk open. In gebruik, dus wanneer de bestratingselementen op een ondergrond in een bepaald legverband zijn aangebracht (dat wil zeggen hoe de bestratingselementen ten opzichte van elkaar gelegd worden, bijvoorbeeld steeds met een kopse zijde van het ene bestratingselement tegen een langszijde van het andere bestratingselement (visgraat- en keperverband)), bevindt zich tegenover deze open zijkant van de uitsparing de zijkant van een naburig bestratingselement. De uitsparing in het ene bestratingselement en de zijkant (al dan niet ook ter plaatse van een uitsparing) van het andere bestratingselement vormen samen een resonator waarmee het op het bovenvlak invallende geluid geabsorbeerd kan worden.

De genoemde zijkant van het andere bestratingselement is bij voorkeur ter plaatse van de uitsparing in het oorspronkelijke bestratingselement in hoofdzaak vlak uitgevoerd. In deze uitvoering wordt een resonator opgebouwd uit de zijde van de uitsparing, bijvoorbeeld een gekromde zijde in het geval van een buisvormige of zelfs cilindrische uitsparing, in een zijkant van het ene bestratingselement, en de vlakke zijde van het andere bestratingselement. Als gevolg van de altijd aanwezige tussenruimte tussen de beide bestratingselementen is de resonator aan de onderzijde echter bij voorkeur enigszins open of is er een waterdoorlatende voegvulling toegepast zodat er altijd de mogelijkheid is om water af te voeren.

In andere uitvoeringen zijn echter één of meer zijvlakken met een gekromd (bijvoorbeeld een sinusvormig), getrapt of andersvormig profiel uitgevoerd. Zolang de gekromde, getrapte of anders vormige profielen van de zijvlakken van naburige bestratingselementen maar netjes op elkaar aansluiten, kunnen de resonatoren op soortgelijke wijze gevormd worden als in het geval van vlakke zijkanten.

In bepaalde uitvoeringen zijn de aldus gevormde resonatoren zogenaamde */i-gol (lengte resonatoren. De wanden en bodem van deze resonatoren zijn vervaardigd van akoestisch hard (niet-absorberend) materiaal en ook in de ruimte van de resonator is bij voorkeur geen absorptiemateriaal aangebracht. In andere uitvoeringen zijn de resonatoren echter wel gedeeltelijk of geheel voorzien van akoestisch absorberend materiaal. Dit materiaal is bovendien waterdoorlatend zodat in de uitsparing terecht gekomen hemelwater snel kan worden afgevoerd. In bepaalde uitvoeringen zijn voegstroken van waterdoorlatend en akoestisch absorberend materiaal, bijvoorbeeld in de vorm van naaldviltstroken van PP en PE, in de tussenruimtes tussen de bestratingselementen aangebracht. Deze stroken maken het mogelijk om hemelwater naar de ondergrond af te voeren, terwijl het "ratelen" van de bestratingselementen gereduceerd wordt. Deze voegstroken zitten in de voeg en steken over het algemeen ook enigszins uit in de uitsparingen. De uitsparing strekt zich in bepaalde uitvoeringen in hoofdzaak vanaf de te berijden (boven-) zijde en de op de ondergrond te plaatsen onderzijde van het bestratingselement uit. Meer in het bijzonder kan de uitsparing zich in hoofdzaak evenwijdig met het betreffende zijvlak uit strekken, bijvoorbeeld rechtopstaand of schuin in het vlak van het element. In het bijzonder kan een uitsparing zich uitstrekken vanaf het bovenvlak tot een positie tussen het bovenvlak en ondervlak. De uitsparing heeft dan dus zowel een zijwand als een bodem die wordt gevormd door het materiaal waaruit het bestratingselement is opgebouwd. De bodems van verschillende uitsparingen kunnen zich op verschillende afstanden ten opzichte van het bovenvlak bevinden teneinde resonatoren van verschillende dieptes te creëren.

Het is mogelijk om ook resonatoren op andere plaatsen dan in de zijkanten van het bestratingselement te voorzien, bijvoorbeeld ergens in het bovenvlak op afstand van een zijvlak. Dergelijke resonatoren zouden in de praktijk weinig tot geen absorberende eigenschappen hebben wanneer ze gevuld zijn, bijvoorbeeld met hemelwater. Wel is het in sommige gevallen voordelig om resonatoren elders dan ter plaatse van de zijkanten aan te brengen die volledig door het bestratingselement heenlopen. Dergelijke resonatoren wateren dan af door het bestratingselement maar resoneren bij een resonantiefrequentie waarbij bijbehorende golflengte ongeveer gelijk is aan viermaal de totale dikte van de steen. In andere uitvoeringen zijn echter resonatoren op andere plaatsen dan in de zijkanten geheel afwezig. In deze uitvoeringen zijn de uitsparingen alleen in zijvlakken voorzien.

Aangezien de bestratingselementen in veel gevallen uitgevoerd moeten zijn voor het dragen van daarover rijdend relatief zwaar verkeer, zoals vrachtverkeer, mag uit overwegingen van constructieve sterkte de onderlinge afstand van de uitsparingen niet te klein zijn. In uitvoeringvormen van de uitvinding is telkens ten minste één uitsparing aangebracht in elk van twee tegenoverliggende zijvlakken en wel bij voorkeur op verschillende posities. Wanneer twee bestratingselementen dan naast elkaar gelegd worden, is er geen overlap van uitsparingen.

Hierdoor kan, afhankelijk van de door de constructieve minimumeisen bepaalde minimale afstanden tussen uitsparingen in een bepaald bestratingselement, een maximaal aantal uitsparingen per oppervlakte-eenheid van bestratingselementen gerealiseerd worden.

Het bestratingselement is bij voorkeur gedeeltelijk of geheel vervaardigd van akoestisch hard materiaal. Dit materiaal is over het algemeen ook constructief robuust zodat er relatief weinig last is van slijtage. Voorbeelden van akoestisch en constructief hard materiaal zijn beton, baksteen, harde kunststof, en dergelijke. Van akoestisch hard materiaal kan bijvoorbeeld gesproken worden als de absorptiecoëfficiënt van het materiaal (zonder de hierin beschreven resonatoren) in de relevante frequentiegebieden kleiner is dan 0,4, bij voorkeur kleiner is dan 0,1 en met nog meer voorkeur kleiner is dan 0,05.

Het blokvormige bestratingselement kan verschillende geometrische vormen aannemen. In een bepaalde uitvoering hebben alle zijvlakken een rechthoekige vorm (rechthoekig blok). In deze uitvoering vormt het blok een driedimensionaal lichaam waarvan alle hoeken recht zijn. In andere uitvoeringen zijn er ook niet-recht hoeken, zoals een uitvoering met meer of minder zijvlakken dan de vier zijvlakken van het rechthoekige blok.

Van verder belang voor een goede absorberende werking is dat de porositeit van de uitsparingen gedefinieerd als het cumulatieve oppervlak van de bovenste uiteinden van de uitsparingen van gelijke vorm en gelijk volume (bijv. gelijke diepte van een cilindrische buis) gedeeld door het totaaloppervlak van het bovenvlak , maximaal 5%, bij voorkeur maximaal 2% en met nog meer voorkeur maximaal 1%, is. De genoemde waarden van de porositeit gelden voor uitsparingen die vrij zijn van akoestisch absorberend materiaal. Indien in de uitsparingen akoestisch absorberend materiaal is aangebracht, zijn deze waarden over het algemeen afwijkend.

Het aantal in een bestratingselement aan te brengen hangt onder meer af van de geometrische dimensies van de uitsparingen (d.w.z. de diameter en/of de diepte), de constructieve eisen die er ook bestratingselementen worden gesteld (bijv. minimale wanddikte tussen twee naburige uitsparingen in een bepaald bestratingselement) en de geometrie van het bestratingselement zelf. Indien de lengte/breedte verhouding bijvoorbeeld 4:1 is, kan de verhouding van het aantal uitsparingen in de lange zijden en korte zijden ook 4:1 gekozen worden. Wanneer je bijvoorbeeld twee lange zijden en twee korte zijden hebt, kunnen er bijvoorbeeld (2x4+2xl=) 10 uitsparingen of een geheel veelvoud daarvan worden aangebracht om een uniform aantal uitsparingen per cm te krijgen. Er is dan een zodanige plaatsing van de uitsparingen te realiseren, dat in welk verband de bestratingselementen ook worden gelegd, de uitsparing van het ene bestratingselement niet tegenover een uitsparing van een ander bestratingselement komt te liggen.

Indien het bestratingselement bijvoorbeeld een zogenaamd Waalformaat heeft (straatklinker, lengte 20 cm, breedte 5 cm, dikte 10 cm, bedraag de diepte/hoogte van de uitsparingen bij voorkeur 52, 56, 60, 64, 69, 74, 80, 87, 94 en 100 mm om geluid in een frequentiebereik van 750 Hz tot 1.500 Hz optimaal te absorberen.

Indien de lengte-breedte verhouding echter gelijk is aan 3:1, is het totaal aantal uitsparingen in de zijvlakken bij voorkeur acht (=2x3+2xl) of een veelvoud daarvan. Bij acht uitsparingen bedragen bij voorkeur de dieptes voor het bovengenoemde frequentiebereik respectievelijk 52, 56, 61, 66, 72,79,88 en 98 mm, terwijl bij zestien uitsparingen de dieptes bij voorkeur 52, 54, 56, 59, 61, 64, 67, 71, 74, 78, 82, 86, 91, 95, 100 en 105 mm bedragen.

Indien de lengte-breedte verhouding gelijk is aan 2:1, is het totaal aantal uitsparingen in de zijvlakken zes of een veelvoud daarvan, bij voorkeur twaalf uitsparingen. Bij twaalf uitsparingen zijn de dieptes voor het bovengenoemde frequentiebereik van 750 Hz - 1.500 Hz bij voorkeur 52, 54, 57, 61, 64, 68, 72, 77, 82, 88, 95 en 102 mm.

Hierboven is aangegeven dat de uitsparingen (half-) buisvormig kunnen zijn. Meer in het algemeen kunnen de uitsparingen (half-) cilindrisch zijn (waarbij een cilinder gedefinieerd wordt als een vorm met een cirkelvormig, ovaal of andersvormig grondvlak en evenwijdig aan het rondvlak overal dezelfde doorsnede met alle middelpunten op een rechte lijn) of, meer in het bijzonder, (half-) prismatisch zijn (d.w.z. een vorm met een n-zijdige veelhoek als grondvlak, een getransleerde kopie van dit grondvlak, en n zijvlakken die deze twee vlakken met elkaar verbinden). Andere uitvoeringen kennen een eerste deel (aansluitende op de intree-opening) met een relatief kleine diameter in dwarsdoorsnede en een aansluitend tweede (dieper gelegen) deel met een relatief grote diameter in dwarsdoorsnede. Bijvoorbeeld een uitsparing met een smalle nek en bredere holte. Deze uitvoeringen worden ook wel Helmholtz-resonatoren genoemd. In figuren 5A-5C zijn enige mogelijke uitvoeringen van dergelijke Helmholtz-resonatoren getoond. In figuur 5A is de uitsparing uitgevoerd als een (semi-) afgeknotte kegel, waarbij de (smalle) top van de kegel is verwijderd. Het grondvlak en top vlak van de (denkbeeldige) kegel zijn in deze uitvoering (semi-) cirkelvormig (figuur 5A)of (semi-) ovaal (figuur 5C) uitgevoerd. In figuur 5BC is een meer klassieke vorm van een Helmholtz-resonator getoond, omvattende een (semi-) cilindrische hals met een kleine diameter en een direct daarop aangesloten (semi-) cilindrische holte met een veel grotere diameter.

De overgang tussen het eerste en tweede deel kan tamelijk abrupt zijn, maar in andere uitvoeringen, zoals in conische uitsparingen (met een cirkelvormige of ovale intreeopening), is de overgang meer gelijkmatig. Voordeel van de laatstgenoemde uitvoeringen (waarin het tweede, diepere gedeelte breder is dan het eerste gedeelte) is dat lager frequent geluid geabsorbeerd kan worden dan mogelijk zou zijn met een cilindrische of prismatische uitsparing met lengte gelijk aan de hoogte van het bestratingselement.

Het bestratingselement kan in bepaalde uitvoeringen aan een of meer van de zijvlakken voorziene afstandhouders omvatten om ervoor te zorgen dat, in gebruik, de zijvlakken van naburige bestratingselementen een onderlinge afstand groter dan een bepaalde drempelwaarde (bijvoorbeeld - maar niet hiertoe beperkt - ten minste 0,5 mm of meer) hebben. Dit komt de waterafvoercapaciteit ten goede.

In uitvoeringen van de uitvinding heeft het bovenste uiteinde van een uitsparing een rechte rand. In andere uitvoeringen is deze rand (ook wel de vellingkant genoemd) afgeschuind ter vermindering van het rolgeluid dat geproduceerd wordt door de over de bestrating rijdende verkeer. Bovendien is een dergelijke afgeschuinde rand robuuster dan de rechte rand.

De bestratingselementen zijn bij voorkeur van een door een persoon draagbaar type, bijvoorbeeld met een maximale massa van 10 kg. De persoon kan de bestratingselementen gemakkelijk met de hand op een ondergrond plaatsen.

In veel uitvoeringen zal het verkeer direct op de bovenkant van het bestratingselement rijden. In andere uitvoeringen wordt er bovenop het bovenvlak een afdeklaag aangebracht. Deze afdeklaag is bijvoorbeeld een akoestisch-absorberende laag. Deze laag die per element kan worden aangebracht, heeft bij voorkeur een fijne textuur om aanstoting van de band te minimaliseren en/of een hoge structurele demping bij weinig blijvende vervorming. Verder is de laag bij voorkeur poreus zodat er weinig geluid wordt gegenereerd. Een voorbeeld van een geschikte afdeklaag is een hoog-elastische laag, zoals een rubberen afdeklaag of een poreus beton.

De afdeklaag is bij voorkeur ingericht voor het absorberen van hoogfrequent geluid, kenmerkend in het bereik van 2kHz tot 8kHz. De afdeklaag heeft een beperkte laagdikte, kenmerkend 0,1-1,0 cm. Afgezien van het absorberen van hoogfrequent geluid en wellicht nog belangrijker dan dat, gaat het bij deze afdeklaag om de gereduceerde aanstoting en dus verminderde opwekking van geluid. Hierbij is de gereduceerde stijfheid belangrijk. Wanneer de afdeklaag ook over de voegen tussen de bestratingselementen wordt aangebracht, bijvoorbeeld wanneer de afdeklaag aangebracht wordt nadat de bestratingselementen op de ondergrond zijn geplaatst, blijven de uitsparingen schoon en produceren de bestratingselementen minder rolgeluid

Deze afdeklaag moet dan wel een zeer open deklaag zijn om de gewenste resonantie-eigenschappen van de uitsparingen te behouden, In andere uitvoeringen is de afdeklaag alleen of slechts ten dele aangebracht op de te berijden (boven) zijde van het bestratingselement en is er dus geen afdeklaag aanwezig boven de uitsparingen en de voegen.

Volgens een tweede aspect wordt een bestrating verschaft omvattende een aantal naast elkaar op een ondergrond geplaatste of plaatsbare bestratingselementen, waarbij de bestratingselementen zijn uitgevoerd om één of meer uitsparingen in een zijvlak van een eerste bestratingselement samen met een resterend deel van het zijvlak van een tweede, tegenoverliggend bestratingselement één of meer resonatoren, te laten vormen voor het absorberen van het op de bovenvlakken invallende geluid en zijn uitgevoerd om via de tussenruimte tussen de bestratingselementen hemelwater vanuit de resonatoren af te voeren.

Zoals eerder besproken zijn de uitsparingen op zodanig verschillende (omtreks-) posities langs de omtrek van de bovenvlakken aangebracht dat tegenover een uitsparing in een eerste bestratingselement zich geen uitsparing in het tegenoverliggende bestratingselement bevindt. In deze uitvoering wordt een resonator dus gevormd door de uitsparing in één van de twee naburige bestratingselementen en de vlakke zijde van het tegenoverliggende bestratingselement.

Volgens een derde aspect van de uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het plaveien van een ondergrond met de hierin beschreven bestratingselementen, de werkwijze omvattende: - het plaatsen van de bestratingselementen op een ondergrond; - het over de bestratingselementen strooien van voegmateriaal; - het alleen uit de uitsparingen verwijderen van het voegmateriaal.

Het uit de uitsparingen verwijderde voegmateriaal kan als voegmateriaal dienen tussen die plekken in de voeg waar geen uitsparingen zitten.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen worden verduidelijkt aan de hand van de navolgende beschrijving van enige uitvoeringsvormen daarvan. In de beschrijving wordt verwezen naar de figuren, waarin tonen:

Figuur 1 een aanzicht in perspectief schuin vanaf de bovenzijde van een uitvoeringsvorm van een bestratingselement volgens de uitvinding;

Figuur 2 een aanzicht in perspectief schuin vanaf de onderzijde van de bestratingselement van figuur 1;

Figuur 3 een aanzicht in perspectief van een bestrating omvattende een aantal naast elkaar geplaatste bakstenen volgens de uitvoeringsvorm van figuren 1 en 2;

Figuur 4 een bovenaanzicht van de op de ondergrond aangebrachte bestratingselementen, alsmede een detail van de onderlinge aansluiting van naburige bestratingselementen; en

Figuren 5A-5C schetsen van alternatieve vormen van een uitsparing in het bestratingselement.

Figuren 1 en 2 tonen respectievelijk de bovenzijde en onderzijde van een blokvormig bestratingselement 1 volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. Het bestratingselement 1 heeft een bovenvlak 2, een ondervlak 3, een tweetal kopse zijvlakken 5, 6 en een tweetal langgerekte zijvlakken 4 en 7. Verdeeld over de hele omtrek van het bovenvlak 2 zijn uitsparingen 10, 10' aangebracht. Deze uitsparingen strekken zich uit in de zijvlakken 4-7, vanaf het bovenvlak 2 tot posities op verschillende hoogtes of dieptes (h1; h2, waarin over het algemeen h, Φ h2) ten opzichte het van het bovenoppervlak 2.

De reden van het in verschillende dieptes uitvoeren van de resonatoren is dat het invallend geluidveld over een relatief breed frequentiespectrum (bijvoorbeeld van 750 Hz tot 1.500 Hz voor wegverkeer) moet worden geabsorbeerd en de resonatoren afzonderlijk slechts een smalbandige absorptie, d.w.z. absorptie in een klein frequentiebereik, realiseren. Door de resonatoren met twee of meer verschillende dieptes uit te voeren, kunnen twee of meer van dergelijke frequentiebereiken worden gecombineerd tot een breder frequentiegebied. Door een juiste keuze van het aantal uitsparingen alsmede van de geometrische dimensies (diameter en/of diepte) van deze uitsparingen kan het geluid over een gewenst breed frequentiegebied, bijv. van 750 Hz tot 1.500 Hz, geabsorbeerd worden.

Aangezien de geluidsabsorptie van een resonator afhankelijk is van (onder meer) de resonatordiepte en de absorptie hoofdzakelijk plaatsvindt in een relatief smal frequentiegebied, is in de getoonde uitvoeringsvorm ervoor gekozen om de resonatoren met verschillende dieptes uit te voeren.

In de getoonde uitvoeringsvorm strekken de uitsparingen 10, 10’ zich in opwaartse richting, loodrecht op het bovenvlak 2 uit, maar in de andere uitvoeringsvormen kunnen de uitsparingen ook (enigszins) scheef ten opzichte van het bovenvlak 2 worden uitgevoerd. Verder heeft elke uitsparing 10 aan de bovenzijde een intreemond 13 waarin het vanaf de bovenzijde op het bovenvlak 2 invallende geluid van het verkeer de uitsparing 10 binnen kan treden.

Elke uitsparing 10 heeft in de getoonde uitvoeringsvorm een half-cilindrische vorm (met ovale dwarsdoorsnede), dat wil zeggen de vorm van een cilinder waarvan een deel van wand is weggenomen. De uitsparing wordt begrensd door de wand 11 en de bodem 12.

Het bestratingselement 1 is bij voorkeur geheel vervaardigd van akoestisch hard materiaal. In andere uitvoeringsvormen is het echter ook mogelijk om het bestratingselement slechts ten dele uit akoestisch hard materiaal te vervaardigen. In de in figuren 1 en 2 getoonde uitvoering is het bovenvlak 2 waarop het geluid van het verkeer invalt alsmede de wand 11 en/of de bodem 12 van elk van de uitsparingen 10 van akoestisch hard (dat wil zeggen in hoofdzaak niet geluidsabsorberend) materiaal vervaardigd. Het bestratingselement kan massief zijn uitgevoerd, maar holle uitvoeringen van het bestratingselement (bijv. om massa te reduceren en materiaal te besparen) zijn ook mogelijk.

In figuren 1 en 2 is weergegeven dat de rand 14 aan de bovenzijde van de uitsparing 10, dat wil zeggen ter plaatse van de intreemond 13, scherp is uitgevoerd. In andere uitvoeringen is deze rand 14 echter enigszins af geschuind. Dit is om het rolgeluid veroorzaakt door over het bovenvlak 2 van het bestratingselement rollende wielen te verminderen.

In figuren 3 en 4 is de situatie gegeven waarin een aantal bestratingselementen 1, l1-^ op een ondergrond (O) is aangebracht. Uit deze figuur blijkt duidelijk dat tegenover elk van de uitsparingen 10 van een bepaald bestratingselement zich een vlakke zijde van een naburig bestratingselement bevindt. Meer in het bijzonder zijn de uitsparingen van naburige bestratingselementen om en om langs de zijvlakken aangebracht zodat de ene keer de uitsparing 10 zich in het ene bestratingselement 1 bevindt en het de andere keer de uitsparing 25, 26 zich in het andere bestratingselement lm, lv bevindt.

Een uitsparing 10 vormt samen met het zijvlak van een tegenover liggend bestratingselement een resonator, bijvoorbeeld een kwart golflengteresonator. De wanden van deze resonator zijn akoestisch hard, aangezien zowel de wand 11 en de bodem 12 van het eerste bestratingselement als de vlakke zijde van het tweede bestratingselement in akoestisch hard materiaal zijn uitgevoerd. De resonator voor het absorberen van het invallende geluid wordt in feite pas gevormd op het moment dat de bestratingselementen tegen elkaar geplaatst worden.

Alhoewel in sommige uitvoeringen de zijden van de bestratingselementen in hoofdzaak geheel vlak zijn uitgevoerd, zijn in andere uitvoeringen (zoals in de figuren 1-3 is weergegeven) op posities tussen de uitsparingen inkepingen of verdiepingen 17 aangebracht (figuren 1-3. Deze inkepingen of verdiepingen 17 strekken zich over de gehele hoogte van het bestratingselement uit (alhoewel in andere, niet weergegeven uitvoeringen de inkepingen zich slechts vanaf het ondervlak tot een hoogte net boven de hoogte van de bodem van de naburige uitsparing uitstrekken). In de getoonde uitvoeringsvormen zijn de uitsparingen 10 voorzien in de vlakke delen 16 van de respectievelijke zijvlakken en zijn de verdiepingen/inkepingen tussen de vlakke delen 16 gepositioneerd. In andere uitvoeringen kunnen de uitsparingen juist voorzien zijn in de verdiepingen en bevatten de tussenliggende vlakken (uitstulpingen) geen uitsparingen. Deze rangschikking kent een grote robuustheid.

Wanneer bestratingselementen tegen elkaar worden geplaatst, zal er in de praktijk altijd een kleine tussenruimte 30 (met een tussenafstand (a) van 0,5 mm of enigszins meer (maximaal enige mm) tussen de naburige bestratingselementen overblijven. Deze tussenruimtes 30 zijn in figuren 3 en 4 schematisch weergegeven. De tussenruimtes worden op gebruikelijke wijze gevuld met voegmateriaal. Dit voegmateriaal is waterdoorlatend zodat de tussenruimtes ervoor kunnen zorgen dat er eventueel vanaf de in treeopening 13 in de resonatoren binnengetreden vloeistof, bijvoorbeeld hemelwater, niet in de resonator achterblijft maar via deze tussenruimte naar de ondergrond (in richting 28, figuur 3) kan worden afgevoerd. Dit betekent bijvoorbeeld dat na een regenbui de met water gevulde resonatoren snel weer leeg geraken en daardoor de resonatoren weer hun akoestisch absorberende werking volledig terugkrijgen.

De verschillende bestratingselementen kunnen bij voorkeur zodanig in elkaar haken dat de bestrating (plaveisel) strakker ligt. Daar waar de elementen tegen elkaar liggen en géén uitsparing zit, houdt het voegmateriaal de elementen uit elkaar zodat er geen schade ontstaat (bakstenen die niet gevoegd worden vormen geen geheel en gaan rammelen, waardoor schade kan ontstaan). De tussenruimte (en die zal in veel gevallen kleiner dan 1 mm zijn) is zo klein mogelijk en is bij voorkeur gevoegd met materiaal dat waterdoorlatend is. In andere uitvoeringen worden voegstroken toegepast, zoals later nader uiteengezet wordt.

In de getoonde uitvoeringsvormen is als gevolg van de aanwezigheid van de inkepingen 17 en de aanlegvlakken 18 van de vlakke delen 18 ter plaatse van de uitsparingen zelfs een nog grotere tussenruimte aanwezig zodat het water in de resonator nog gemakkelijker kan worden afgevoerd.

Voor het op de ondergrond aanbrengen van de bestrating kan de volgende werkwijze worden toegepast. Allereerst worden de bestratingselementen op bekende wijze naast elkaar geplaatst. Vervolgens wordt over het ontstane wegdek een hoeveelheid voegmateriaal gestrooid dat in de tussenruimtes tussen de bestratingselementen terecht komt. Tenslotte wordt het overtollige vulmateriaal van het bovenvlak 2 van het wegdek geveegd en wordt elk van de resonatoren nog geleegd. Voegmateriaal blijft dus alleen zitten op de plekken waar geen uitsparingen zitten en er wordt dus ook gevoegd onder de uitsparingen. Het voegmateriaal kan een voegmortel/zand zijn maar ook is het mogelijk met dempende materialen te voegen (bijvoorbeeld rubber granulaat) zodat trillingen van de bestratingselementen wordt gedempt. Zoals eerder uiteengezet is, vormt het voegmateriaal een poreuze laag waarlangs water afgevoerd kan worden naar de ondergrond.

In een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt er bovenop het aldus gerealiseerde wegdek een (optionele) afdeklaag van zeer poreus materiaal 21 (figuur 3) aangebracht. Dit materiaal moet geheel of nagenoeg geheel akoestisch transparant zijn om de resonatorwerking van de uitsparingen te behouden.

De afdeklaag wordt over het gehele oppervlak van de bestratingselementen alsmede over de tussenbestratingselementen voorziene tussenruimte aangebracht. De laag is bij voorkeur gevormd van akoestisch absorberend materiaal, bijvoorbeeld zeer open asfalt beton (ZOAB) zodat deze laag op zichzelf al enige akoestisch absorberende werking heeft, bijvoorbeeld een absorptie met name in het hoge frequentiespectrum. Een bezwaar is uiteraard dat de aanwezigheid van de laag de absorberende werking van de resonatoren zelf kan beïnvloeden. Een voordeel is echter wel dat door het aanbrengen van een laag bovenop de bestratingselementen de binnenzijde van de resonatoren te allen tijde schoon blijft. Er zullen geen vaste bestanddelen, zoals modder en vuil, in de resonator terechtkomen. De afdeklaag is verder zodanig poreus uitgevoerd dat op de afdeklaag terechtkomend water naar beneden zal sijpelen tot in de resonatoren, waarna het water op de eerder genoemde wijze via de tussenruimte tussen de bestratingselementen kan wegstromen.

Bij voorkeur zijn de uitsparingen voorzien op asymmetrische posities ten opzichte van een symmetrieas 31 in de lengterichting (figuur 4) en symmetrieas 32 in de breedterichting. Verder is het bestratingselement bij voorkeur voor wat betreft de positionering van de uitsparingen, meer in het bijzonder de uitmondingen van de uitsparingen in het berijdbare oppervlak van het bestratingselement, puntsymmetrisch uitgevoerd (zodat het bestratingselement na een halve omwenteling met zichzelf samenvalt. Dit geldt uiteraard niet voor de dieptes van de uitsparingen). Hierdoor wordt bereikt dat er gebruik kan worden gemaakt van één type bestratingselement voor het realiseren van een bestrating waarbij er nooit twee uitsparingen exact tegenover elkaar terechtkomen. Hierdoor kan optimaal gebruik worden gemaakt van de langs de omtrek van de bestratingselementen beschikbare ruimte. Door de uitsparingen op deze wijze langs de omtrek van het bestratingselement te verdelen kan een repeterend patroon van resonatoren voor het gehele wegdek (bestrating) gecreëerd worden zodat het gehele wegdek een gelijkmatige absorptie van het invallende geluid kan realiseren.

Bij voorkeur is de porositeit van de resonatoren in een bestratingselement, dat wil zeggen de verhouding tussen het totale (cumulatieve) oppervlak in dwarsdoorsnede van de bovenzijde (intreeopening 13) van die resonatoren die een gelijk volume of gelijke diepte hebben (in veel gevallen is dit het oppervlak van slechts één resonator) gedeeld door het totaaloppervlak van het bovenvlak 2 van het betreffende bekledingselement kleiner dan 5%, bij voorkeur maximaal 2% en met nog meer voorkeur maximaal 1%, is.

Het is duidelijk dat het bestratingselement niet alleen kan worden toegepast voor wegverkeer. De bestratingselementen kunnen evenzeer als plaveisel voor parkeergarages, landingsbanen van vliegvelden, voetpaden voor voetgangers, vloeren voor expositie ruimtes, poppodia, concert zalen, festivals etc. of soortgelijke plaveisels worden gebruikt. Voorts is het mogelijk om de absorberende bestratingselementen tussen en/of zijdelings van de rails van een spoorbaan aan te brengen. Alhoewel de resonatoren een breedbandige absorptie kunnen realiseren, is het raadzaam, om de resonatoren af te stemmen (tunen) op het spectrum van het te absorberen geluid. Spoorwegverkeer heeft kent bijvoorbeeld een andere karakteristiek frequentiespectrum dan autowegverkeer, etc. Bij railverkeer is sprake van iets lagere frequenties dan bij het bovengenoemde wegverkeer (auto’s, etc.) en de resonatoren over het algemeen dan ook een iets grotere diepte hebben teneinde ook bij lagere frequenties een hoge geluidabsorptie te verschaffen. Tenslotte is het ook mogelijk om de bestratingselementen als bouwstenen te gebruiken voor opstaande constructies, zoals geluidswallen en dergelijke.

In bepaalde (niet in de figuren weergegeven) uitvoeringen zijn voegstroken van waterdoorlatend en akoestisch absorberend materiaal tussen de bestratingselementen aangebracht. Deze voegstroken kunnen bijvoorbeeld zijn gevormd door naaldviltstroken, bijvoorbeeld van PP en PE, en zorgen ervoor de bestratingselementen steviger op de ondergrond geplaatst blijven hetgeen de kans op "ratelen" van de bestratingselementen verkleint. Er kan bijvoorbeeld een voegstrook van 4 mm dikte worden toegepast waarvan de waterdoorlatendheid per strekkende meter ongeveer 150 liter per uur bedraagt (bepaald volgens de bouwrichtlijn BRL-9040). Deze voegstroken strekken zich ook gedeeltelijk uit in de uitsparingen (resonatoren) zodat in dit geval in de uitsparingen akoestisch absorberend materiaal aanwezig is om de absorptie van de resonatoren te vergroten.

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de hierin genoemde uitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies, binnen de strekking waarvan talloze modificaties denkbaar zijn.

Claims (26)

1. Blokvormig geluidsabsorberend bestratingselement, omvattende: - een bovenvlak; - een ondervlak; - een aantal zich tussen het bovenvlak en ondervlak uitstrekkende zijvlakken; - een aantal uitsparingen van verschillende geometrische afmetingen die zijn gerangschikt voor het in verschillende frequentiebereiken absorberen van op het bovenvlak invallend geluid; met het kenmerk, dat de porositeit gedefinieerd als het oppervlak van de bovenste uiteinden van de één of meer uitsparingen die een gelijke vorm en volume, in het bijzonder een gelijke diepte, gedeeld door het totaaloppervlak van het bovenvlak maximaal 5% bedraagt en dat elk van de uitsparingen: - een langgerekte uitsparing is, - is voorzien in één of meer van de zijvlakken; en zich uitstrekt vanaf het bovenvlak tot een positie tussen het bovenvlak en ondervlak voor het vormen van uitsparingen van verschillende dieptes.

2. Blokvormig geluidsabsorberend bestratingselement volgens conclusie 1, waarbij de uitsparingen buisvormig zijn.

3. Blokvormig geluidsabsorberend bestratingselement volgens conclusie 1 of 2, waarbij de porositeit gedefinieerd als het oppervlak van de bovenste uiteinden van de één of meer uitsparingen die een gelijke vorm en volume, in het bijzonder een gelijke diepte, hebben en die vrij zijn van akoestisch absorberend materiaal, gedeeld door het totaaloppervlak van het bovenvlak maximaal 2% en met nog meer voorkeur maximaal 1%. is.

4. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de uitsparing aan de zijkant open is.

5. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een uitsparing zich in hoofdzaak evenwijdig met het betreffende zijvlak en/of in opwaartse richting uitstrekt.

6. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarin een uitsparing is uitgevoerd om, in gebruikstoestand, een resonator, in het bijzonder een lA -golflengte resonator, voor het op het bovenvlak invallende geluid te vormen.

7. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een eerste zijde en een tweede zijde, waarbij één of meer uitsparingen in de eerste zijde zich op omtrekposities uitstrekken die afwijken van de omtrekposities waarop de één of meer uitsparingen in de tweede zijde zich uitstrekken.

8. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarin alle zijvlakken een rechthoekige vorm hebben.

9. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies en, waarin ten minste twee van de zijvlakken en bij voorkeur alle zijvlakken behalve ter plaatse van de uitsparingen in hoofdzaak vlak zijn uitgevoerd.

10. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies en, waarin ten minste twee van de zijvlakken en bij voorkeur alle zijvlakken behalve ter plaatse van de uitsparingen met een sinus vormig profiel zijn uitgevoerd.

11. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het bestratingselement is vervaardigd van akoestisch hard materiaal.

12. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de bodem en wanden van de uitsparing akoestisch hard zijn uitgevoerd en/of in de uitsparingen in hoofdzaak geen akoestisch absorberend materiaal is aangebracht,

13. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij in de uitsparingen akoestisch absorberend materiaal is aangebracht.

14. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de uitsparing een zodanig vorm heeft dat de diameter in een bovenste deel kleiner is dan de diameter van een onderste deel.

15. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende aan een of meer van de zijvlakken voorziene afstandhouders.

16. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarin waarbij de bovenste rand van een uitsparing is afgeschuind.

17. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, dal draagbaar is uitgevoerd.

18. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een bovenop het bovenvlak aangebrachte afdeklaag, meer in het bijzonder een akoestisch-absorberende laag, bij voorkeur een hoog-elastische laag, zoals een rubberen laag.

19. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarin de uitmondingen van de uitsparingen asymmetrisch over de omlrek verdeeld zijn en/of waarin voor wat betreft de uitmondingen van de uitsparingen het bestratingselement puntsymmetrisch is uitgevoerd.

20. Bestratingselement volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het bestratingselement hol is uitgevoerd.

21. Bestrating omvattende een aantal naast elkaar op een ondergrond geplaatste of plaatsbare bestratingselementen volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de bestratingselementen zijn uitgevoerd om één of meer uitsparingen in een zijvlak van een eerste bestratingselement samen met een resterend deel van het zijvlak van een tweede, tegenoverliggend bestratingselement één of meer resonatoren, in het bijzonder Va -golflengte resonatoren, te laten vormen voor het absorberen van het op de bovenvlakken invallende geluid en zijn uitgevoerd om via de tussenruimte tussen de bestratingselementen hemelwater vanuit de resonatoren af te voeren.

22. Bestrating volgens conclusie 21, waarbij de uitsparingen op zodanig verschillende posities langs de onttrek van de bovenvlakken zijn aangebracht dat tegenover een uitsparing in een eerste bestratingselement zich geen uitsparing in het tegenoverliggende bestratingselement bevindt.

23. Bestrating volgens conclusie 21 of 22, waarbij de tussenruimte tussen naast elkaar geplaatste bestratingselementen opgevuld is met een voegstrook van waterdooriatend en/of akoestisch absorberend, materiaal.

24. Bestrating volgens conclusie 23, waarbij de waterdoorlatendheid van de voegstrook per strekkende meter ten minste 100 liter per uur, bij voorkeur 150 liter per uur of meer, bedraagt.

25. Bestrating volgens conclusie 23 of 24, waarbij de voegstrook is vervaardigd van naadvilt.

26. Werkwijze voor het plaveien van een ondergrond met bestratingselementen volgens een van de conclusies 1-25, de werkwijze omvattende: - het plaatsen van de bestratingselementen op een ondergrond; - het over de bestratingselementen strooien van voegmateriaal; - het alleen uit de uitsparingen verwijderen van het voegmateriaal.