A comprehensive experimental study of the influence of temperature on urban road traffic noise under real-world conditions

Abstract

El efecto del ruido del tráfico rodado en entornos urbanos es una cuestión de interés social y científico, debido a sus repercusiones en la salud pública y la economía. La literatura científica ha demostrado una disminución del nivel de ruido de neumáticos/carretera generado a medida que aumenta la temperatura, pero normalmente en condiciones de tráfico normalizadas en entornos no urbanos. Basándose en una amplia red para la monitorización horaria del flujo de tráfico rodado, la temperatura del aire y los niveles de ruido en toda la ciudad de Madrid (España), este trabajo propone y aplica una nueva metodología experimental para estudiar la dependencia del ruido del tráfico rodado urbano con la temperatura. Este estudio se ha realizado en condiciones reales de tráfico, con una gran variabilidad en las configuraciones urbanas y en el tipo y estado de conservación de vehículos, neumáticos y pavimentos. A partir del análisis de los datos de todo un año, se identificó un intervalo de tiempo (de martes a jueves y entre las 8 y las 20 horas) en el que la variabilidad del flujo de tráfico rodado para toda la ciudad de Madrid era lo suficientemente estable como para permitir un estudio de regresión lineal entre la temperatura y los niveles de ruido del tráfico rodado urbano. Las relaciones encontradas fueron altamente significativas (p ≤ 0,001) para los datos de todas las estaciones de monitorización de ruido, con valores superiores al 20% y de hasta el 42% para la explicación de la variabilidad de los niveles de ruido medidos por la temperatura en la mayoría de los puntos de medida. Los valores de los coeficientes de pendiente en las estaciones de control del ruido oscilaron entre -0,036 y -0,125 dB/ºC, con un valor medio de -0,090 ± 0,011 dB/ºC. Estos resultados se encuentran dentro del rango de valores recogidos en la literatura científica para pruebas experimentales realizadas en condiciones de flujo controlado o libre.

The effect of road traffic noise in urban environments is an issue of social and scientific interest, due to its public health and economic impacts. Scientific literature showed a decrease in the level of tyre/road noise generated as temperature increases, but usually under standardised traffic conditions in non-urban environments. Based on a wide network for the hourly monitoring of road traffic flow, air temperature and noise levels across the city of Madrid (Spain), this work proposes and applies a new experimental methodology for studying the dependence of urban road traffic noise on temperature. This study was conducted under real-world traffic conditions involving a wide variability in urban configurations and in the type and state of preservation of vehicles, tires and pavements. From the analysis of data for a whole year, a time interval was identified (from Tuesday to Thursday and between 8 a.m. and 8 p.m.) in which the variability in road traffic flow for the whole city of Madrid was stable enough to allow for a linear regression study between temperature and noise levels from urban road traffic. The relationships found were highly significant (p ≤ 0.001) for data from all the noise monitoring stations, with values of higher than 20% and up to 42% for the explanation of the variability in the measured noise levels by temperature at most of the measurement points. The values of the slope coefficients at the noise monitoring stations ranged from −0.036 to −0.125 dB/ºC, with an average value of −0.090 ± 0.011 dB/°C. These results are within the range of values reported in the scientific literature for experimental tests conducted under conditions of controlled or free-flowing.