平成 27 年度修士論文審査会

車内騒音を用いた路面性状の評価に関する基礎的研究
環境防災研究室 多田尚平
指導教員 宮木康幸

はじめに

軸ラベル

1.

非破壊検査の中でも音を利用した試験は比較的簡易に実行で行時に生じる騒音に着目し，騒音の変化から道路舗装の劣化や損傷の評価方法を得るための基礎研究を行った．
2.

橋梁ジョイント部通過時の自動車騒音

走行速度20km/時
0.04
走行速度30km/時

パワースペクトルき，汎用性の高い手法である．本研究では音の中でも自動車の走0.05

0.03

0.02
0.01

橋梁のジョイント部を自動車で走行させ，その際に生じる騒音00を沿道から計測したものと車内で計測をしたものを比較した．そ50100

150200

250

300

350

周波数(Hz)400

軸ラベルの結果，車外における計測では対向車が近接して通過する場合や，周辺環境から受ける音の影響が大きく，ジョイントでの音を把握

図-1 走行速度による卓越周波数の変化することが難しいと判断された．一方で車内での騒音の計測は外結果として騒音の音圧の大きさは変化したが，卓越周波数は変的な環境の影響を受けにくく，対向車の音を極力排除できるため，わらなかった．また，実験を行った路面の都合で 30km/時より速ジョイント通過時の音を把握しやすいことがわかった．このようい速度で走行できなかったため，より速い速度での変化を確認すな背景から本研究においては，より適切な計測方法として，車内るため，この後に公道で別の試験を行った．に騒音計を設置し，騒音を計測する方法を採用した．

③

3.

車内騒音に影響する因子に関する基礎実験

車種の違いによる車内騒音の変化

異なる車種の車内騒音を比較するため，2 車種の普通乗用車が次に，自動車の車内騒音がどのような因子によって変化するの木材(長方形断面 12mm×36mm)による障害を通過した際に発生かを知るために以下の項目の実験を行った．実験は自動車の車内する騒音を計測した．(図-2) なお，車種は仮に車 A，車 B とす

騒音を騒音計で計測し，音圧の変化や FFT(高速フーリエ変換)結る．

①

軸ラベル

果によって得られる周波数スペクトルの比較によって考察を行う．
模擬的な路面の損傷と仮定した障害物の材料の違いによるパワースペクトル変化
当初，ジョイント部の騒音を計測した際，フェニックス大橋以外のジョイント部の中にほとんど大きな音圧を発生させないものがあった．これが材料によるものなのか，ジョイント部のずれの高さによるものなのか，あるいは他の要因によるものなのか検証

0.05

車A
車B

0.04

0.03

0.02

0.01

00

をするために，路面性状の一例として，段差を模擬的に与えた場

50

100

150

200

250

300

周波数(Hz)

合，その材料が車内騒音にどのような影響を与えるかを知るため

350

400

軸ラベルの実験を行った．実験結果から材料の違いから周波数スペクトル

図-2 車種の違いによる卓越周波数の変化が異なるという結果は得られなかった．しかし，同じ材料で高さその結果，最大卓越周波数は車Aの場合 25Hz，車Bの場合35Hzの異なるものでは，高いほど音圧が大きくなるという結果を得た．

であり，異なる卓越周期を示していた．よって車種により周波数②

走行速度による車内騒音の変化

スペクトルは変化するのではないかと考察した．

12mm×32mm の木材による段差を通過する際に発生する車

4.

路面状態の変化が車内騒音に与える影響

内騒音が速度により変化するのか実験を行った．(図-1) サンプ

実際の道路で異なる舗装状態の路面について速度を変えて走リング周波数 2560Hz，FFT のサンプリング個数は N=211

行し，舗装状態による変化と，走行速度による騒音の変化の関係である．

を検討した．
図-3 の写真は今回走行した路面舗装の様子である．画像中央を1

平成 27 年度修士論文審査会

境界に右側を新しい舗装，左側を古い舗装とする．

ものの事であり,今回は適当なものとしてGoogleのMy Tracksを使用した．My Tracks で記録されたデータは csv 形式に変換してエクスポートする事が可能であり，Excel 等でデータの編集が容易にできることが利便な点である．また，ArcGIS を始めとする GIS 上に記録した位置情報を投影することができるため，道路地図の情報を含むレイヤと重ねて表示することで位置情報がどこの道路に対応しているか，すぐに確認することができる． 次に位置情報により求めた特定区間の道路の車内騒音から路面の状態を推定するこ

走行速度はそれぞれ 40km/時，50km/時，60km/時とした． 以下とを試みた．以下のある区間の車内騒音の変化をグラフでは，2の図は計測した騒音の FFT 分析結果である． (図-4)(図-5)箇所の地点で大きな騒音を計測した．(図-6)軸ラベル

図-3 路面状態(左側：古い舗装，右側：新しい舗装)

0.006

0.003

ジョイント部

40km/時50km/時0.0025

0.004

0.002

音圧(Pa)

パワースペクトル

60km/時0.002
0.00150.001

0-0.0020.0005-0.004

00200

400

600

800

1000

時間(秒)

-0.006周波数(Hz)

433

軸ラベル

軸ラベル

図-4 車内騒音(新しい舗装)

453

463

473

483

493

図-6 位置情報に対応させた騒音の例

0.003

この 2 箇所の騒音を計測した時間の位置情報を地図上にプロッ40km/時

トすると少し離れた位置に橋梁のジョイント部があることがわか

50km/時0.002560km/時パワースペクトル

443

った．

0.002

6.

0.0015

まとめ自動車が走行中に発生する車内騒音が変化する要因として，路0.001

面の状態以外に，車種，走行速度が関係することがわかった．こ
0.0005のため路面の性状を評価するためにはこれらの条件について考慮
00200

400

600

周波数(Hz)

8001000する必要がある．また，騒音データと計測地点の道路情報を対応軸ラベルさせる手段としてスマートフォンを利用した GPS 測量による位

図-5 車内騒音(古い舗装)

置情報の記録を用いたところ，かなりの精度で道路情報と対応す

古い舗装は新しい舗装よりも全体的に大きな騒音が発生してることがわかった．

おり，また古い舗装では 400Hz 前後で卓越周波数が見られるが，

7.

今後の展望

新しい舗装では 400Hz の周波数は卓越していない．よって舗装状データの計測を研究者一人で行うのでなく，協力者に依頼し，態により卓越周波数が変化することが考察される．また，速度が日常的に自動車で移動する際にデータを収集できるようになると，速くなると横軸の卓越周波数の位置は変わらないが，スペクトルよりサンプル入手が効率的になるものと考えられる．また，今回値は大きくなっている．

は騒音の計測に騒音計を用いたが，スマートフォンアプリに騒音5.

計の機能を持つものもあるため，より簡易にデータ収集を行うた

位置情報と連動したシステムの検討

本研究では新しい道路舗装の維持管理システムを構築するため，そちらの計測方法の導入も検討する必要がある．

めスマートフォンの GPS 機能により測量した位置情報を利用す*なお，本論文中で使われているシステム・製品名は，一般に各社の商標または登録ることとした．GPS を利用したスマートフォンアプリの中でも商標である．

GPS ロガーは移動した経路について GPS 衛星を利用し記録する

2