Buller från trafik på järnväg

Uppkomsten av buller och vibrationer från spårburen trafik är beroende av tågtyp, hastighet, tåglängd och antalet tåg. Men nivåerna på buller och vibrationer beror även på faktorer som bankroppens uppbyggnad, olika typer av spårkomponenter, spårets underhåll och tillstånd, terräng- och markförhållanden i omgivningen och intilliggande byggnaders konstruktion.

Viktiga bullerkällor för järnvägssystemet

Tågbuller kan komma från en mängd olika källor som motorer, kontakten mellan hjul och räls (rullningsljud) och  fordonens aerodynamiska egenskaper (aerodynamiskt buller). Ljudbilden påverkas också av fordonens bromssystem (gnissel och bromsljud), kurvskrik, stötljud vid växlar och rälsskarvar, signalljud och vagnsdelar som är lösa och skramlar.

Olika ljudkällor dominerar vid olika hastigheter

I de flesta situationer är kontakten mellan hjul och räls den dominerande bullerkällan, det man kallar rullningsbuller. Rullningsbullret dominerar vid 30 – 300 km/tim. Vid hastigheter under 30 km/tim dominerar motorljudet. Det aerodynamiska ljudet dominerar vid hastigheter över 300 km/tim.

Rullningsbuller

När hjulet rullar på rälsen rullar det inte helt jämnt mot underlaget. Ojämnheterna ger upphov till vibrationer i hjulet och rälsen. Vibrationerna sprids också ner i sliprarna. De vibrerande strukturerna genererar buller, så kallat rullningsbuller. Bullret ökar med hastigheten och är beroende av rälsytans och hjulringens ojämnheter. Rullningsbuller utstrålas dels från järnvägsspåret, dels från hjulringen.

Buller och vibrationer som uppstår från kontaktytan mellan hjulet och rälsen sprids som luftljud, och överförs i vissa fall även som stomljud. Stomljud uppkommer genom att vibrationer fortplantas via marken till huskonstruktioner och avstrålar där som luftljud.

Tåg med gjutjärnsblockbromsar, till exempel de flesta godsvagnarna i Sverige, ger upphov till mer rullningsbuller än andra tåg. Hjul som bromsas med gjutjärnsblockbromsar har mer ojämnheter på hjulringen än hjul som bromsas med bromsblock av andra material (komposit eller sintermaterial) eller av skivbromsar.

Buller från motorer

Motor- och traktionsljud uppkommer vid ett antal källor på fordonen, såsom framdrivningsmotorer, avgassystem, fläktar och luftkonditioneringssystem. Dessa ljud bidrar främst till bullerstörningar när fordonen är stillastående, startar eller vid låga hastigheter. Denna typ av buller är ett större problem vid dieselmotorer än vid elektriska motorer. Ofta är ljudkällorna placerade högt på fordonen, och bullret är därför svårt att dämpa med exempelvis skärmar.

Aerodynamiskt buller

Aerodynamiskt buller är ljud som uppstår på grund av turbulens i luften när fordonet framförs. Allteftersom tågets hastighet ökar så ökar även luftrörelserna och ljudvågorna kring olika delar av tåget. Det aerodynamiska bullrets bidrag till den totala bullernivån har normalt betydelse först vid hastigheter över 300 km/tim.

Uppkomsten av aerodynamiskt buller är kopplad till fordonsutformningen, till exempel utformningen av fordonets front, strömavtagare och boggi. De hastigheter där aerodynamiskt buller från tåg har betydelse för den totala bullernivån förekommer inte i dag i Sverige, men kan bli aktuella i framtiden.

Andra bullerkällor

Järnvägs- och fordonskonstruktioner kan medföra specifikt buller som exempelvis kurvskrik, bromsgnissel, inbromsningsljud och ljud från järnvägsbroar, växlar och räls med skarvar. Slammer från vagnsdelar som är lösa är också en källa till buller. I anslutning till stationer och mötesspår kan bullernivån påverkas lokalt på grund av acceleration eller inbromsning. Även ljud från tågens signalhorn och från ringklockor vid järnvägsövergångar kan påverka bullernivåerna.

Trafikeringens påverkan på buller

En fördubbling eller halvering av hastigheten innebär att ljudnivån ökar eller minskar med 4–10 dBA. En fördubbling eller halvering av tåglängden eller trafikmängden innebär generellt 3 dBA högre eller lägre ekvivalent ljudnivå. Den maximala ljudnivån berörs inte på samma sätt av mängden trafik eftersom den maximala ljudnivån fastställs utifrån det bullrigaste tåget. Antalet händelser med höga maximalnivåer har dock betydelse för bullerstörningen.

Olika tågtypers påverkan på buller

Godstågen genererar oftast de högsta bullernivåerna. Motorvagnar genererar generellt betydligt lägre bullernivåer jämfört med andra tågtyper. Nya motorvagnar som tagits i trafik i Sverige sedan år 2000 är omkring 1–6 dB tystare än äldre motorvagnar. Snabbtåget X2 är också relativt tyst vid låga hastigheter, men bullret ökar med hastigheten. Vid hastigheter högre än 200 km/tim är maximalnivån från X2 till och med högre än bullernivån från godståg. Nya snabbtågstyper som X60 och X40 är tystare än X2.

Förutom tågtyp, tåglängd och hastighet har även underhållet av fordonen stor betydelse för bulleremissionerna. Hjulstatusen kan variera mellan vagnar och lok i varje enskilt tågsätt.