ISO 13472-1:2022
(Main)Acoustics — Measurement of sound absorption properties of road surfaces in situ — Part 1: Extended surface method
Acoustics — Measurement of sound absorption properties of road surfaces in situ — Part 1: Extended surface method
This document describes a test method for measuring in situ the sound absorption coefficient of road surfaces as a function of frequency in the range from 250 Hz to 4 kHz. Normal incidence is assumed. However, the test method can be applied at oblique incidence although with some limitations (see Annex F). The test method is intended for the following applications: — determination of the sound absorption properties of road surfaces in actual use; — comparison of sound absorption design specifications of road surfaces with actual performance data of the surface after completion of the construction work. The complex reflection factor can also be determined by this method.
Acoustique — Mesurage in situ des propriétés d'absorption acoustique des revêtements de chaussées — Partie 1: Méthode de la surface étendue
Le présent document décrit une méthode d’essai pour le mesurage in situ du coefficient d’absorption acoustique des revêtements de chaussées en fonction de la fréquence, dans la gamme de 250 Hz à 4 kHz. Une incidence normale est supposée. Cependant, la méthode d’essai peut être appliquée sous incidence oblique, avec toutefois certaines restrictions (voir l’Annexe F). La méthode d’essai est destinée aux applications suivantes: — détermination des propriétés d’absorption acoustique des revêtements de chaussées en cours d’utilisation; — comparaison des spécifications de conception relatives à l’absorption acoustique des revêtements de chaussées avec les données de performance réelles du revêtement après l’achèvement des travaux de construction. Il est également possible de déterminer le facteur de réflexion complexe selon cette méthode.
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Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13472-1
Second edition
2022-01
Acoustics — Measurement of sound
absorption properties of road surfaces
in situ —
Part 1:
Extended surface method
Acoustique — Mesurage in situ des propriétés d'absorption
acoustique des revêtements de chaussées —
Partie 1: Méthode de la surface étendue
Reference number
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Summary of the method . 3
4.1 General principle . 3
4.2 Signal separation technique . 4
4.3 Test method . 5
5 Test system .6
5.1 Components of the test system . 6
5.2 Sound source . 6
5.3 Test signal . 6
6 Data processing . 6
6.1 Calibration . 6
6.2 Sampling frequency . 7
6.3 Temporal separation of the signals . 7
7 Positioning of the equipment . 8
7.1 Maximum sampled area . 8
7.2 Positioning of the measuring equipment . 8
7.3 Reflecting objects. 9
7.4 Background noise. 9
7.5 Safety considerations . 10
8 Road surface and meteorological conditions .10
8.1 Condition of the road surface . 10
8.2 Wind . 11
8.3 Temperature . 11
9 Measurement procedure .11
10 Measurement uncertainty .12
11 Test report .14
Annex A (normative) Radius of the maximum sampled area .15
Annex B (normative) Reference measurement and correction procedure .16
Annex C (informative) Physical principle of the measurement .17
Annex D (informative) Example of a test report .19
Annex E (informative) Sound absorption coefficient at non-normal incidence .23
Annex F (normative) Correction of small time shifts in the direct impulse response
between the free-field measurement and the reflected measurement .25
Bibliography .29
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1, Noise.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13472-1:2002), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— Reference to IEC 60651 has been replaced with reference to IEC 61672-1;
— Reference to ISO 18233 has been added, in order to have a standardized description of MLS and ESS
signals. Two references on ESS have been added to the Bibliography;
— Requirements of a precision ±0,005 m on the source-microphone distance has been released to
±0,01 m due to the correcting capability offered by the accurate alignment procedure in the new
Annex F;
— A procedure, taken from ISO 11819-2, to check the road surface dryness has been specified in 8.1;
— Specifications of the time window have been improved;
— Former Annex D on MLS signals has been deleted (replaced by a reference to ISO 18233);
— Former Annex G on correction of small time shifts has been replaced with the new Annex F, specifying
an accurate alignment procedure; Annex F is now normative.
A list of all parts in the ISO 13472 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
This document describes a test method for measuring, in situ, the sound absorption coefficient of road
surfaces as a function of frequency under normal incidence.
This method provides a means of evaluating the sound absorption characteristics of a road surface
without damaging the surface. It is intended to be used during road construction, road maintenance
and other traffic noise studies. It may also be used to qualify the absorption characteristics of road
surfaces used for vehicle and tyre testing. However, the standard uncertainty is limited to 0,05.
This method is based on free-field propagation of the test signal from the source to the road surface
and back to the receiver, and covers an area of approximately 3 m and a frequency range, in one-third-
octave bands, from 250 Hz to 4 kHz (see IEC 61260).
To complement this method, a spot method (see ISO 13472-2) is available. This method is based on the
transmission of the test signal from the source to the road surface and back to the receiver inside a tube
and covers an area of approximately 0,1 m and a frequency range, in one-third-octave bands, from
315 Hz to 2 kHz.
Both methods should give the same results in the frequency range from 315 Hz to 2 kHz.
They are both applicable also to acoustic materials other than road surfaces.
The measurement results of this method are comparable with the results of impedance tube methods,
performed on bore cores taken from the surface (e.g. ISO 10534-1 and ISO 10534-2).
The measurement results of this method are in general not comparable with the results of the
reverberation room method (see ISO 354), because the method described in this document uses a
directional sound field, while the reverberation room method assumes a diffuse sound field.
See Annex E for information about sound absorption coefficient under non-normal incidence.
v
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13472-1:2022(E)
Acoustics — Measurement of sound absorption properties
of road surfaces in situ —
Part 1:
Extended surface method
1 Scope
This document describes a test method for measuring in situ the sound absorption coefficient of road
surfaces as a function of frequency in the range from 250 Hz to 4 kHz.
Normal incidence is assumed. However, the test method can be applied at oblique incidence although
with some limitations (see Annex F). The test method is intended for the following applications:
— determination of the sound absorption properties of road surfaces in actual use;
— comparison of sound absorption design specifications of road surfaces with actual performance
data of the surface after completion of the construction work.
The complex reflection factor can also be determined by this method.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 10534-1, Acoustics — Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance
tubes — Part 1: Method using standing wave ratio
ISO 10534-2, Acoustics — Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance
tubes — Part 2: Transfer-function method
IEC 61672-1, Electroacoustics – Sound level meters – Part 1: Specifications
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
me a s ur ement (GUM: 1995)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
angle of incidence
angle between the normal to the surface under test and the direction of the sound wave impinging on
the test surface
3.2
sound power reflection factor
Q
W
fraction of the impinging sound power which is reflected from the surface material of the road (see 3.4)
Note 1 to entry: A spherical sound wave incident on the sample surface is assumed.
3.3
sound absorption coefficient
α
ratio of the sound power entering the surface of the test object (without return) to the incident sound
power:
α =−1 Q
W
3.4
sound pressure reflection factor
Q
p
complex ratio of the pressure amplitude of the reflected wave to the pressure amplitude of the incident
wave at the surface of the road
Note 1 to entry: A spherical sound wave incident on the sample surface is assumed.
Note 2 to entry: This quantity is necessary in order to understand the correction procedure described in Annex B
and Formula (C.4). The sound power reflection factor is equal to the squared modulus of the sound pressure
reflection factor: Qf()= Qf() .
Wp
3.5
geometrical spreading factor
attenuation of the magnitude of a sound pressure wave travelling from one point to another due to the
spherical spreading
3.6
plane of reference for the road surface
hypothetical plane tangential to the majority of the elements of the surface under test
3.7
maximum sampled area
surface area, contained within the plane of reflection, which shall remain free of reflecting objects
causing parasitic reflections
Note 1 to entry: See Annex A.
3.8
background noise
noise coming from sources other than the test signal
3.9
signal-to-noise ratio
S/N
difference between the level of the nominal useful signal and the level of the background noise at the
moment of detection of the useful event
Note 1 to entry: The signal-to-noise ratio is given in decibels.
3.10
impulse response
time signal at the output of a system when a Dirac function is applied to the input
Note 1 to entry: The Dirac function, also called δ function, is the mathematical idealization of a signal infinitely
short in time which carries a unit amount of energy.
3.11
transfer function
Fourier transform of the impulse response (3.10)
4 Summary of the method
4.1 General principle
A sound source driven by a signal generator is positioned above the surface to be tested and a
microphone is located between the source and the surface. The measurement method is based on the
assessment of the transfer function between the output of the signal generator and the output of the
microphone. This transfer function is composed of two factors, one coming from the direct path (from
the signal generator through the amplifier and loudspeaker to the microphone) and a second coming
from the reflected path (from the signal generator through the amplifier, loudspeaker and surface
under test to the microphone) (see Figure 1).
The overall impulse response containing the direct and reflected sound is measured in the time domain.
This overall impulse response consists of the impulse response of the direct path and, after some delay
due to the longer travelling distance, the impulse response of the reflected path.
With suitable time domain processing (e.g. signal subtraction and temporal separation, see 4.2), these
responses can be separated. After a Fourier transform, the transfer functions of the direct path Hf
()
i
and of the reflected path Hf are obtained. The ratio of the squared modulus of these transfer
()
r
functions gives the sound power reflection factor Qf ; in order to account for the path length
()
W
difference between the direct and reflected component, the above ratio is also multiplicated by a factor
K intended to compensate for the greater geometrical spreading of the reflected path, see Formula (2).
r
Then, the sound absorption coefficient can be calculated from the sound power reflection factor Qf()
W
(see 3.3).
Taking into account also the factor K due to geometrical spreading, the sound absorption coefficient is
r
computed as given by Formula (1):
Hf()
r
α()fQ=−11()f =− (1)
W
Hf()
K
i
r
dd−
sm
K = (2)
r
dd+
sm
where
d is the distance between the sound source and the reference plane for the surface under test;
s
d is the distance between the microphone and the reference plane for the surface under test.
m
NOTE The complex reflection factor, necessary for propagation calculations or comparison of measurement
results with theoretical calculations can be found as follows in Formula (3):
Hf()
r
Qf()=⋅ ⋅exp()i2πΔτ (3)
p
K Hf()
f i
where ∆τ is the time difference between arrival of the direct and the reflected impulses (see Annex C).
No special requirement is placed upon the signal source as long as it enables determination of the
impulse response over the designated frequency interval (see also 5.2).
The method considers the part of the energy that is reflected in a non-specular way and not captured
by the microphone as being absorbed. Thus, the sound absorption coefficient may be slightly
overestimated.
Key
1 sound source
2 microphone
3 surface under test
4 signal processing unit
d is the distance between the microphone and the reference plane for the surface under test
m
d is the distance between the sound source and the reference plane for the surface under test
s
Figure 1 — Sketch of the essential components of the measurement set-up
4.2 Signal separation technique
This document specifies how the sound source and the microphone shall be positioned over the surface
under test and how the overall impulse response shall be measured.
The overall impulse responses consist of a direct component, a component reflected from the surface
under test and other parasitic reflections, see Figure 2 a). The direct component and the reflected
component from the surface under test shall be separated.
This separation shall be done using the signal subtraction technique (seeFigure 2): the reflected
component is extracted from the overall impulse response after having removed the direct component
by subtraction of an identical signal [see Figures 2 c) and 2 d)]. This can be obtained by performing
a free-field measurement using the same geometrical configuration of the loudspeaker and the
microphone. In particular, their relative position shall be kept as constant as possible. The direct
component is extracted from the free-field measurement [see Figure 2 b)].
NOTE This technique allows broadening of the time window, leading to a lower frequency limit of the
working frequency range, without having very long distances between loudspeaker, microphone and surface
under test. Furthermore, the microphone can be placed closer to the road surface so as to improve the S/N ratio
and decrease the effect of geometrical spreading.
For source and microphone distances from the plane of reference for the road surface, this document
requires the following values: d =12, 5 m and d =02, 5 m (see Figure 1). These distances shall be
s m
kept constant during the averaging process (±0,01 m).
The direct impulse response has to be exactly known in shape, amplitude and time delay. This is
obtained by performing a free-field measurement using the same geometrical configuration of the
loudspeaker and the microphone. In particular, the distance between them shall be kept strictly
constant. This requirement can be met by using a fixed and stable connection between the source and
the microphone. If the direct impulse response has been subjected to a small time shift between the
free field measurement and the reflection measurement, this shall be corrected (see Annex F).
a) Overall impulse response including: b) Free-field direct component
direct incident component,
reflected component and unwanted
parasitic components
c) Direct component cancellation from d) Result
the overall impulse response using
the free-field direct component
Key
X time, expressed in milliseconds
Y impulse response amplitude
1 direct incident component
2 reflected component
3 unwanted parasitic component
4 free-field direct component
Figure 2 — Principle of the signal subtraction technique
In order to avoid temperature differences between the free field measurement and the measurement
on the surface under test, it is recommended to perform the two measurements within a short time
(<10 min).
4.3 Test method
The measurement shall take place in an essentially free field, i.e. a field free from reflections coming
from objects other than the surface under test. However, the use of a time window cancels out
reflections arriving after a certain time period, and thus originating from locations further away than a
certain distance (see Clause 7).
In order to minimize the effects of the background noise and meteorological variations, a number
of impulse responses shall be acquired and averaged to get the minimum S/N ratio as specified in 7.4.
NOTE Experience shows that usually the average of 16 to 32 impulse responses is sufficient.
Often, very small sound absorption values are measured in the low-frequency range. Accurate values in
this range are very difficult to obtain. Small variations in the assessment of the sound pressure levels
of both the direct signal and the reflected signal can induce high inaccuracies in the sound absorption
values. In order to avoid this problem, and in order to improve the accuracy of the method, a reference
measurement on a totally reflective surface shall be performed (see Annex B).
5 Test system
5.1 Components of the test system
The test equipment shall comprise an electronic signal generator, a power amplifier and a loudspeaker,
a microphone with amplifier and a signal analyser capable of performing cross-correlation and
transformations between the time and the frequency domains.
A sketch of the essential components of the measuring system is shown in Figure 1.
The complete measuring system shall meet the requirements of at least a type 2 instrument in
accordance with IEC 61672-1. For the purposes of this document, the measurement frequency range is
displayed in one-third-octave bands, from 250 Hz to 4 kHz.
5.2 Sound source
The loudspeaker shall
— have a single loudspeaker driver,
— be constructed without any port, e.g. to enhance low frequency response,
— be constructed without any electrically active or passive components (such as crossovers) which
can affect the frequency response of the whole system, and
— have a smooth magnitude of the frequency response without sharp irregularities throughout the
measurement frequency range, resulting in an impulse response under free-field conditions with a
length not greater than 3 ms.
NOTE As the sound power reflection factor is calculated from the ratio of energetic quantities extracted
from impulse responses taken using the same loudspeaker and microphone within a short time period, the
characteristics of the loudspeaker frequency response are not critical, provided a good quality loudspeaker
meeting the above prescriptions is used.
5.3 Test signal
The test signal shall consist of a repeatable short signal with a low peak-to-RMS ratio, typically below
2, and an almost flat spectrum that covers the one-third-octave bands from 250 Hz up to 4 kHz with
an acceptable S/N ratio. Several signals may be used, such as maximum-length sequences (MLS) or
exponential sine sweep (ESS), see ISO 18233.
6 Data processing
6.1 Calibration
The measurement procedure described in this document is based on the power ratio of two transfer
functions extracted from the same electro-acoustical chain. An absolute calibration of the measurement
chain with regard to the sound pressure level is, therefore, unnecessary. However, a reference
measurement as described in Annex B is required.
6.2 Sampling frequency
The subtraction principle implies knowledge of the exact wave form, especially for checking change of
time delays in the measurement chain. The sampling frequency, f , shall therefore have a value greater
s
than 40 kHz.
NOTE 1 A time delay is often introduced in the measurement chain when using an audio card connected to a
portable computer. This time delay is compensated before performing the signal subtraction technique described
in 6.3.
NOTE 2 Although the signal is already unambiguously defined when the Nyquist criterion for the sampling
frequency is met (see Reference [18]), higher sampling frequencies facilitate a clear reproduction of the signal.
Errors can be detected and corrected more easily, such as corrections needed to account for time shifts due to
temperature changes.
6.3 Temporal separation of the signals
Before measurements, a preliminary check shall ensure that no parasitic signals appear in the temporal
windows (see 7.3).
The separation of the direct and the reflected signals is obtained by applying the signal subtraction
technique (see 4.2).
The low-frequency limit of the analysis is proportional to the reciprocal of the length of the narrowest
temporal window used and dependent on the window shape. For measurements in the 250 Hz one-
third octave band be valid, the low-frequency limit is 220 Hz, which implies a minimum time window
length of approximately 5,9 ms. For more details see Annex F.
In every case the shape and the lengths of the selected temporal window shall be reported in the test
report.
For the purpose of this document, windowing operations in the time domain shall be performed using
a temporal window, called Adrienne temporal window, with the following specifications (see Figure 3):
— a leading edge having a left-half Blackman-Harris shape and a fixed length of 0,5 ms (“pre-window”);
— a flat portion (“main body”);
— a trailing edge having a right-half Blackman-Harris shape;
— the lengths of the flat portion and the right-half Blackman-Harris portion shall have a ratio of 7/3.
The Adrienne window having a total length T = 5,9 ms (standard length), is made of:
W,ADR
— a leading edge having a left-half Blackman-Harris shape and a fixed length of 0,5 ms (“pre-window”);
— a flat portion having a total length of 3,78 ms (“main body”);
— a trailing edge having a right-half Blackman-Harris shape and a length of 1,62 ms.
Key
X time, expressed in milliseconds
Y Adrienne window shape
Figure 3 — Adrienne temporal window
NOTE 1 A four-term full Blackman-Harris window of length T is given by Formula (4):
W,BH
24ππt t 6πt
wt =−aa cosc+a os −a cos (4)
()
01 23
T T T
W,BH W,BH W,,BH
where: a = 0,358 75; a = 0,488 29; a = 0,141 28; a = 0,011 68; 0≤≤tT .
0 1 2 3 W,BH
7 Positioning of the equipment
7.1 Maximum sampled area
The size of the maximum sampled area is defined by the distances from the sound source and
the microphone to the surface under test, together with the length of the time window. For normal
incidence, the maximum sampled area is bounded by a circle with its centre at the point of incidence
and radius r given by the relationship in Annex A.
The mandatory reference surface shall at least comprise the maximum sampled area (see Annex B).
7.2 Positioning of the measuring equipment
The measuring equipment shall be placed above the surface under test or above the reference surface
according to the arrangement as shown in Figure 1 and the positions given in 4.2.
The sound source shall be located at a height, d , of 1,25 m above the plane of reference for the road
s
surface. The receiver microphone shall be located at a height, d , of 0,25 m above the plane of reference
m
for the road surface. The distances shall be kept constant to within ±0,01 m.
The acoustic centre of the sound source and the acoustic centre of the microphone shall lie on a line
normal to the plane of reference, and the axis of the microphone shall be parallel to the plane of
reference.
This location of the source and the microphone shall be such that the maximum sampled area (see 7.1
and Annex A) is totally included in the road surface under test.
7.3 Reflecting objects
Any object other than the road pavement shall be considered a reflecting object which could cause
parasitic reflections (e.g. fences, rocks, anti-noise barriers, parked cars). These objects shall remain out
of the maximum sampled area at a distance to the microphone greater than d .
s
Care shall be taken that the microphone stand does not influence the measurement.
7.4 Background noise
The effective signal-to-noise ratio S/N shall be larger than 10 dB within each one-third-octave band
between 250 Hz and 4 kHz.
In order to evaluate this signal-to-noise ratio S/N for each impulse response, a time interval including
only the background noise and a time interval including the reflected signal must be identified. The
time interval for the evaluation of the background noise is selected with a “noise window” w (t). The
n
time interval for the evaluation of the reflected component of the signal is selected with a window w (t).
r
The time interval for the evaluation of the background noise can be chosen in two ways:
a) From the beginning of the impulse response (t = 0) to the beginning of the direct signal; in this case
the low-frequency limit of the signal-to-noise ratio calculation is 400 Hz.
b) From the end of the impulse response toward its beginning, using an Adrienne window of the same
length as that used for the reflected signal; in this case the low-frequency limit of the signal-to-
noise ratio calculation is the same as for the sound absorption coefficient calculation.
The signal-to-noise ratio in each frequency band is:
Fh tw tfd
[]() ()
rr
∫
Δf
j
SN/ =10lg (5)
j
Fh ()tw ()tfd
[]
nn
∫
Δf
j
where
h (t) is the reflected component of the impulse response taken in front of the surface under test;
r
h (t) is the background noise component of the impulse response;
n
w (t) is the time window (Adrienne temporal window) for the reflected component;
r
w (t) is the time window (Adrienne temporal window) for the background noise component;
n
F is the symbol of the Fourier transform;
j is the index of the one-third octave frequency bands (between 250 Hz and 4 kHz);
Δf is the width of the j-th one-third octave frequency band;
j
The overall signal to noise ratio is:
Fh[]()tw ()tfd
∑ rr
∫
j=1
Δf
j
SN/ =10lg (6)
Fh[]()tw ()t ddf
∑ nn
∫
j=1
Δf
j
7.5 Safety considerations
This test method may involve hazardous operations when measurements are performed on roads
where there is traffic. This document does not purport to address all of the safety problems associated
with its use. It is the responsibility of the user of this document to establish appropriate safety and
health practices and determine the applicability of regulatory limitations prior to use.
8 Road surface and meteorological conditions
8.1 Condition of the road surface
The road surface under test shall be visually homogeneous and free of changes in the material
properties.
Measurements shall not be carried out unless the road surface is dry. If the road surface can be expected
to have a significant void content, then it should be verified that the pores are dry.
Measurements which for study or research purposes specifically aim at determining the influence of
weather or other environmental conditions on sound absorption may be carried out when the road
surface is not dry, but the results cannot be used for classification or qualification of the road surface
under test.
The following procedure for checking the road surface dryness shall be applied.
NOTE The procedure is the same described in ISO 11819-2:2019, Annex F.
The surfaces can be assumed to be sufficiently dry for measurements, if the minimum time periods for
drying up after rainfall given in Table 1 are observed. However, note that the times depend very much
on wind and sunshine conditions, so the values given may be adjusted accordingly.
Table 1 — Recommended time periods between rainfall and measurement
Surface type Recommended time before meas- Comments
urements
Dense, non-permeable surfaces, No special time Make visual judgement
e.g. hot rolled asphalt (HRA), DAC,
cement concrete (CC)
Negatively textured surfaces, poten- 3 h Make visual judgement
tially containing deep troughs, e.g.
SMA and thin asphalt layers
Porous (permeable) surfaces 24 h to 48 h The lower value is acceptable only if
there is sunshine during the day, and
significant air movement over the
surface either by wind or by traffic.
Furthermore, the daytime should
not be short
Unless more than 2 days have passed since the latest precipitation, a check of whether a surface
assumed to have a significant porosity still contains residual moisture is recommended.
Compressed air is blown into the road surface, e.g. using a standard pistol-grip air jet or a spray can
with compressed air, directed vertically towards the surface. Any remaining moisture is revealed in a
clearly visible spray cloud. The surface can be regarded as dry if five tests at representative points along
the length of the road surface fail to show a spray cloud (blotting paper can also be used to indicate
presence of water).
NOTE This test can be carried out using a portable compressor. A short pulse of compressed air at 0,5 kPa to
0,8 kPa is sufficient for the test.
8.2 Wind
The wind speed at microphone height shall not exceed 5 m/s during the measurements.
8.3 Temperature
The ambient air temperature shall be between 0 °C and 40 °C during the measurements. The road
surface temperature shall be between 0 °C and 55 °C during the measurements.
9 Measurement procedure
The measurements shall be carried out as follows:
a) Check the road surface and meteorological conditions to ensure compliance with the specifications
in 8.1 to 8.3. Otherwise, the measurements cannot be carried out.
b) Place the measuring equipment on site as specified in 7.2. The safety considerations given in 7.5
apply.
c) Compute the radius of the maximum sampled area as specified in Annex A. Check that no reflecting
objects are inside the maximum sampled area. Otherwise, the measurements cannot be performed.
d) Select the sound source and the test signal according to 5.2 and 5.3.
e) Generate the test signal.
f) Sample the total signal as received by the microphone with a sampling frequency selected according
to 6.2.
g) The data measured at the microphone shall be repeatedly averaged until a stable impulse response
function is obtained (see 4.3).
h) Record the free-field impulse response with the measurement set-up removed from any reflecting
surface which could influence the measurement and keeping the same geometrical configuration
(see 4.2).
i) Isolate the impulse response of the reflected path using the signal subtraction technique. Parasitic
reflections are cancelled by a suitable temporal window (see 6.3). The accurate alignment
procedure in Annex F shall be used.
j) Extract the direct component of the impulse response and the reflected component of the impulse
response with an equal temporal window and compute the power spectra of the two extracted
signals by means of Fourier transform. If it is necessary to calculate the complex reflection factor,
the complex spectra should be used.
k) Compute the sound power reflection factor (see 4.1 and Annex C), taking into account the
geometrical spreading factor as specified in 4.1 (Formula (2)).
l) Repeat the whole procedure from point a) to point k) on a highly reflective reference surface, and
apply the procedure specified in Annex B.
m) Compute the road surface sound absorption coefficient by linear averaging narrow band absorption
in one-third-octave bands (see 4.1 and Annex B).
n) If necessary, repeat measurements at different points on the road surface.
o) Write a test report (see Clause 11 and also Annex D).
10 Measurement uncertainty
10.1 The measurement procedure specified in this document is affected by several influencing factors
that lead to variation in the results observed for the same subject. The source and nature of these
perturbations are not completely known. The measurement uncertainty is determined in accordance
with ISO/IEC Guide 98-3.
In accordance with ISO/IEC Guide 98-3, each significant source of error shall be identified and corrected
for. The following sources of error have been identified and shall be processed in accordance with the
procedure described in ISO/IEC Guide 98-3.
10.2 When using the signal subtraction technique (see 4.2) the zeroing out of the direct response
may be not perfect, leading to a small error. However, it is usually negligible if the accurate alignment
procedure described in Annex F is applied, which makes it possible to obtain a reduction factor,
R ≥ 15 dB.
sub
10.3 The reference surface (see Annex B) cannot be perfectly reflecting, especially when a portable
construction is used. Care shall be taken that it is correctly placed on the road surface under test
without intermediate gaps (if it is a composite surface) and damped against vibration.
10.4 The measurement chain may be not absolutely stable, leading again to non-perfect zeroing of
the direct response. Therefore, it is recommended to perform the two measurements from the surface
under test and in the free field within a short time (<10 min, see 4.2).
Determination of the geometrical spreading factor, K , is implicitly based on the reference measurement
r
situation with a reflective surface. In the case of thick absorptive surfaces, the plane of reflection is not
unambiguously defined, which may lead to an underestimate of the reflection factor.
10.6 On highly reflective surfaces the relative error of the sound absorption coefficient becomes larger.
In order to improve the accuracy in this case, it is recommended to average several measurements on
the same location until a stable result is obtained.
10.7 The statistical representativity of the chosen area on the road surface is a source of error different
from an error in the determination of the absorption coefficient at a certain position; it presents a
source of variance in the determination of the acoustic absorption of a road section. It can be minimized
by repeating the measurement until an acceptable spread in the results is obtained. However, it shall be
pointed out that the maximum sample area is large enough to give a representative result for the width
of a single lane.
10.8 The general expression for the calculation of the corrected absorption coefficient, α( f ), is given
by Formula (7):
ααff= ++δδ ++δδ (7)
() ()
road 12 34
where
α ( f ) is the measured sound absorption coefficient corrected using the reference surface as
road
prescribed in Annex B;
δ is an input quantity to allow for any uncertainty in zeroing out of the direct response when
applying the signal subtraction technique (see 4.2); δ ≈ 0 when R ≥ 15 dB (see Annex F);
1 sub
δ is an input quantity to allow for any uncertainty in the reflection from the reference sur-
face (see Annex B);
δ is an input quantity to allow for any uncertainty due to changes in the measurement chain
between the measurement on the surface under test and in the free field;
δ is an input quantity to allow for any uncertainty in the determination of the geometrical
spreading factor, K .
r
This document encourages the collection of additional data on environmental conditions, to improve the
understanding of the influence of these factors on the measurements. This document also encourages
the acquisition of additional data in order to improve the understanding of the possible effects of
different instrumentation on the measurements.
The value o
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13472-1
Deuxième édition
2022-01
Acoustique — Mesurage in situ des
propriétés d'absorption acoustique
des revêtements de chaussées —
Partie 1:
Méthode de la surface étendue
Acoustics — Measurement of sound absorption properties of road
surfaces in situ —
Part 1: Extended surface method
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Résumé de la méthode .3
4.1 Principe général . 3
4.2 Technique de séparation du signal . 4
4.3 Méthode d’essai . 6
5 Système d’essai . 6
5.1 Composants du système d’essai . 6
5.2 Source sonore . 6
5.3 Signal d’essai. 7
6 Traitement des données . 7
6.1 Étalonnage . 7
6.2 Fréquence d’échantillonnage . 7
6.3 Séparation temporelle des signaux . 7
7 Positionnement de l’équipement . 8
7.1 Surface active . . 8
7.2 Positionnement de l’équipement de mesure . 9
7.3 Objets réfléchissants . 9
7.4 Bruit de fond . 9
7.5 Considérations relatives à la sécurité . 10
8 État du revêtement de chaussée et conditions météorologiques .10
8.1 État du revêtement de chaussée . 10
8.2 Vent . 11
8.3 Température . 11
9 Mode opératoire de mesurage . .11
10 Incertitude de mesure.12
11 Rapport d’essai .14
Annexe A (normative) Rayon de la surface active .16
Annexe B (normative) Mesurage de référence et procédure de correction .17
Annexe C (informative) Principe physique du mesurage .18
Annexe D (informative) Exemple de rapport d’essai .20
Annexe E (informative) Coefficient d’absorption acoustique en incidence oblique .24
Annexe F (normative) Correction des petits décalages temporels de la réponse
impulsionnelle directe entre le mesurage en champ libre et le mesurage avec
réflexion .27
Bibliographie .31
iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 1,
Bruit.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13472-1:2002), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— remplacement de la référence à l’IEC 60651 par la référence à l’IEC 61672-1;
— ajout de la référence à l’ISO 18233, afin de disposer d’une description normalisée des signaux MLS
et ESS. Ajout de deux références relatives à la méthode ESS dans la Bibliographie;
— dispense de l’exigence d’exactitude fixée à ± 0,005 m pour la distance source-microphone, revue
à ± 0,01 m en raison de la possibilité de correction que permet le mode opératoire d’alignement
précis de la nouvelle Annexe F;
— spécification, en 8.1, d’un mode opératoire, tiré de l’ISO 11819-2, permettant de vérifier l’état sec/
humide du revêtement de chaussée;
— amélioration des spécifications relatives à la fenêtre temporelle;
— suppression de l’ancienne Annexe D relative aux signaux MLS (remplacée par une référence à
l’ISO 18233);
— remplacement de l’ancienne Annexe G, relative à la correction des petits déphasages, par la nouvelle
Annexe F, qui spécifie un mode opératoire d’alignement précis; l’Annexe F est désormais normative.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 13472 se trouve sur le site web de l’ISO.
iv
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Le présent document décrit une méthode d’essai pour le mesurage in situ du coefficient d’absorption
acoustique des revêtements de chaussées, en fonction de la fréquence sous incidence normale.
Cette méthode fournit un moyen d’évaluer les caractéristiques d’absorption acoustique d’un revêtement
de chaussée sans endommager ce dernier. Elle est destinée à être utilisée durant la construction et
l’entretien des routes ainsi que durant les études du bruit émis par la circulation. Elle peut également
servir à qualifier les caractéristiques d’absorption des revêtements de chaussées utilisés pour les essais
des véhicules et des pneumatiques. Toutefois, l’incertitude-type est limitée à 0,05.
La méthode est fondée sur la propagation en champ libre du signal d’essai entre la source et le récepteur
après réflexion sur le revêtement de chaussée. Elle permet de couvrir une surface de 3 m environ et
une gamme de fréquences, en bandes de tiers d’octave, de 250 Hz à 4 kHz (voir l’IEC 61260).
Il existe une méthode ponctuelle (voir l’ISO 13472-2), qui complète la présente méthode. Elle s’appuie
sur la transmission du signal d’essai entre la source et le récepteur situé à l’intérieur d’un tube, après
réflexion sur le revêtement de chaussée. Elle permet de couvrir une surface de 0,1 m environ et une
gamme de fréquences, en bandes de tiers d’octave, de 315 Hz à 2 kHz.
Il convient que les deux méthodes donnent les mêmes résultats dans la gamme de fréquences de 315 Hz
à 2 kHz.
Elles sont toutes deux applicables également aux matériaux acoustiques autres que les revêtements de
chaussées.
Les résultats de mesurage de cette méthode sont comparables aux résultats des méthodes du tube
d’impédance, appliquées sur des carottes prélevées sur le revêtement (par exemple, ISO 10534-1 et
ISO 10534-2).
Les résultats de mesurage de cette méthode ne sont généralement pas comparables aux résultats de
la méthode de la salle réverbérante (voir l’ISO 354), car la méthode décrite dans le présent document
utilise un champ acoustique directionnel, alors que la méthode de la salle réverbérante suppose un
champ acoustique diffus.
Voir l’Annexe E pour des informations concernant le coefficient d’absorption acoustique sous incidence
oblique.
vi
NORME INTERNATIONALE ISO 13472-1:2022(F)
Acoustique — Mesurage in situ des propriétés d'absorption
acoustique des revêtements de chaussées —
Partie 1:
Méthode de la surface étendue
1 Domaine d’application
Le présent document décrit une méthode d’essai pour le mesurage in situ du coefficient d’absorption
acoustique des revêtements de chaussées en fonction de la fréquence, dans la gamme de 250 Hz à 4 kHz.
Une incidence normale est supposée. Cependant, la méthode d’essai peut être appliquée sous incidence
oblique, avec toutefois certaines restrictions (voir l’Annexe F). La méthode d’essai est destinée aux
applications suivantes:
— détermination des propriétés d’absorption acoustique des revêtements de chaussées en cours
d’utilisation;
— comparaison des spécifications de conception relatives à l’absorption acoustique des revêtements
de chaussées avec les données de performance réelles du revêtement après l’achèvement des travaux
de construction.
Il est également possible de déterminer le facteur de réflexion complexe selon cette méthode.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 10534-1, Acoustique — Détermination du facteur d'absorption acoustique et de l'impédance acoustique
à l'aide du tube d'impédance — Partie 1: Méthode du taux d'ondes stationnaires
ISO 10534-2, Acoustique — Détermination du facteur d'absorption acoustique et de l'impédance des tubes
d'impédance — Partie 2: Méthode de la fonction de transfert
IEC 61672-1, Électroacoustique — Sonomètres — Partie 1: Spécifications
Guide ISO/IEC 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de
me s ur e (GUM: 1995)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/ .
3.1
angle d’incidence
angle formé par la normale au revêtement soumis à l’essai et la direction de l’onde acoustique se
réfléchissant sur le revêtement d’essai
3.2
facteur de réflexion de la puissance acoustique
Q
W
fraction de la puissance acoustique incidente réfléchie par le matériau du revêtement de chaussée
(voir 3.4)
Note 1 à l'article: Une onde acoustique sphérique incidente est supposée sur la surface de l’échantillon.
3.3
coefficient d’absorption acoustique
α
rapport de la puissance acoustique pénétrant la surface de l’objet soumis à l’essai (sans prise en compte
de l’onde réfléchie) à la puissance acoustique incidente:
α =−1 Q
W
3.4
facteur de réflexion de pression acoustique
Q
p
rapport complexe de l’amplitude de la pression de l’onde réfléchie à l’amplitude de la pression de l’onde
incidente sur le revêtement de chaussée
Note 1 à l'article: Une onde acoustique sphérique incidente est supposée sur la surface de l’échantillon.
Note 2 à l'article: Cette grandeur est nécessaire pour comprendre la procédure de correction décrite à l’Annexe B
et pour la Formule (C.4). Le facteur de réflexion de la puissance acoustique est égal au module quadratique du
facteur de réflexion de pression acoustique: Qf = Qf .
() ()
Wp
3.5
facteur de divergence géométrique
atténuation de l’amplitude d’une onde de pression acoustique se propageant d’un point à un autre, due
à la divergence sphérique
3.6
plan de référence du revêtement de chaussée
plan hypothétique tangentiel à la plupart des éléments du revêtement soumis à l’essai
3.7
surface active
surface comprise dans le plan de réflexion, qui doit rester exempte d’objets réfléchissants à l’origine de
réflexions parasites
Note 1 à l'article: Voir l’Annexe A.
3.8
bruit de fond
bruit provenant de sources autres que le signal d’essai
3.9
rapport signal sur bruit
S/N
différence entre le niveau du signal utile nominal et le niveau du bruit de fond au moment de la détection
de l’événement utile
Note 1 à l'article: Le rapport signal sur bruit est exprimé en décibels.
3.10
réponse impulsionnelle
signal temporel à la sortie d’un système après application d’une fonction de Dirac à l’entrée
Note 1 à l'article: La fonction de Dirac, appelée également fonction δ, est l’idéalisation mathématique d’un signal
infiniment court dans le temps, qui porte une quantité unitaire d’énergie.
3.11
fonction de transfert
transformée de Fourier de la réponse impulsionnelle (3.10)
4 Résumé de la méthode
4.1 Principe général
Une source sonore pilotée par un générateur de signaux est positionnée au-dessus du revêtement à
soumettre à essai, un microphone étant placé entre la source et le revêtement. La méthode de mesurage
est basée sur la détermination de la fonction de transfert entre la sortie du générateur de signaux
et la sortie du microphone. Cette fonction de transfert se compose de deux facteurs, l’un associé au
trajet direct (entre le générateur de signaux et le microphone, en passant par l’amplificateur et le haut-
parleur) et l’autre associé au trajet réfléchi (entre le générateur de signaux et le microphone, en passant
par l’amplificateur, le haut-parleur et le revêtement soumis à l’essai) (voir Figure 1).
La réponse impulsionnelle globale contenant les ondes sonores directe et réfléchie est mesurée dans
le domaine temporel. Cette réponse impulsionnelle globale se compose de la réponse impulsionnelle
correspondant au trajet direct et, après un certain délai dû à une distance de propagation plus longue,
de la réponse impulsionnelle correspondant au trajet réfléchi.
Ces réponses peuvent être séparées au moyen d’un traitement adéquat dans le domaine temporel (par
exemple, soustraction du signal et séparation temporelle, voir 4.2). Les fonctions de transfert du trajet
direct Hf() et du trajet réfléchi Hf() sont obtenues après une transformée de Fourier. Le rapport
i r
du module quadratique de ces fonctions de transfert donne le facteur de réflexion de la puissance
acoustique Qf . Afin de tenir compte de la différence de longueur de trajet entre la composante
()
W
directe et la composante réfléchie, le rapport susmentionné est également multiplié par un facteur K
r
destiné à compenser la divergence géométrique plus grande du trajet réfléchi; voir Formule (2). Le
coefficient d’absorption acoustique peut ensuite être calculé à partir du facteur de réflexion de la
puissance acoustique Qf() (voir 3.3).
W
En prenant également en compte le facteur K dû à la divergence géométrique, le coefficient d’absorption
r
acoustique est calculé selon la Formule (1):
1 Hf()
r
α fQ=−11f =− (1)
() ()
W
Hf()
K
i
r
dd−
sm
K = (2)
r
dd+
sm
où
d est la distance entre la source sonore et le plan de référence du revêtement soumis à l’essai;
s
d est la distance entre le microphone et le plan de référence du revêtement soumis à l’essai.
m
NOTE Le facteur de réflexion complexe, nécessaire aux calculs de la propagation ou à la comparaison des
résultats des mesurages avec les calculs théoriques, peut s’obtenir selon la Formule (3) ci-après:
Hf
1 ()
r
Qf()=⋅ ⋅exp()i2πΔτ (3)
p
K Hf()
f i
où ∆τ est la différence temporelle entre l’arrivée des impulsions directes et celle des impulsions
réfléchies (voir l’Annexe C).
La source du signal n’est soumise à aucune exigence particulière aussi longtemps qu’elle permet la
détermination de la réponse impulsionnelle sur l’intervalle de fréquence désigné (voir également 5.2).
Selon cette méthode, la part de l’énergie réfléchie de façon non spéculaire et non captée par le
microphone est considérée comme absorbée. Le coefficient d’absorption acoustique peut donc être
légèrement surestimé.
Légende
1 source sonore
2 microphone
3 revêtement soumis à l’essai
4 unité de traitement des signaux
d distance entre le microphone et le plan de référence du revêtement soumis à l’essai
m
d distance entre la source sonore et le plan de référence du revêtement soumis à l’essai
s
Figure 1 — Schéma des composants essentiels du système de mesure
4.2 Technique de séparation du signal
Le présent document spécifie la façon dont la source sonore et le microphone doivent être positionnés
au-dessus du revêtement soumis à l’essai et dont la réponse impulsionnelle globale doit être mesurée.
La réponse impulsionnelle globale est formée d’une composante directe, d’une composante réfléchie
par le revêtement soumis à l’essai et d’autres réflexions parasites [voir Figure 2 a)]. La composante
directe et la composante réfléchie par le revêtement soumis à l’essai doivent être séparées.
Cette séparation doit être effectuée à l’aide de la technique de soustraction du signal (voir Figure 2):
la composante réfléchie est extraite de la réponse impulsionnelle globale après élimination de la
composante directe par soustraction d’un signal identique [voir Figures 2 c) et 2 d)]. Pour ce faire, il est
possible d’effectuer un mesurage en champ libre en utilisant la même configuration géométrique pour le
haut-parleur et le microphone. Leur position relative, notamment, doit être maintenue aussi constante
que possible. La composante directe est extraite du mesurage en champ libre [voir Figure 2 b)].
NOTE Cette technique permet d’élargir la fenêtre temporelle, donnant lieu à une limite de fréquence
plus basse de la gamme de fréquences de travail, sans avoir de très longues distances entre le haut-parleur, le
microphone et le revêtement soumis à l’essai. En outre, le microphone peut être placé plus près du revêtement de
chaussée de façon à améliorer le rapport S/N et à diminuer l’effet de divergence géométrique.
Pour les distances de la source et du microphone au plan de référence du revêtement de chaussée, le
présent document requiert les valeurs suivantes: d =12, 5 m et d =02, 5 m (voir Figure 1). Ces
s m
distances doivent être maintenues constantes durant le processus de moyennage (±0,01 m).
La forme, l’amplitude et la variation temporelle de la réponse impulsionnelle directe doivent être
connues avec exactitude. Pour ce faire, effectuer un mesurage en champ libre en utilisant la même
configuration géométrique pour le haut-parleur et le microphone; en particulier, la distance qui les
sépare doit être maintenue rigoureusement constante. Cette exigence peut être remplie en utilisant
un raccordement fixe et stable entre la source et le microphone. Si la réponse impulsionnelle directe
présente un petit décalage temporel entre le mesurage en champ libre et le mesurage avec réflexion,
celui-ci doit être corrigé (voir l’Annexe F).
a) Réponse impulsionnelle globale incluant: une b) Composante directe en champ libre
composante incidente directe, une composante
réfléchie et des composantes parasites indési-
rables
c) Suppression de la composante directe de la d) Résultat
réponse impulsionnelle globale en utilisant la
composante directe en champ libre
Légende
X temps, exprimé en millisecondes
Y amplitude de la réponse impulsionnelle
1 composante incidente directe
2 composante réfléchie
3 composante parasite indésirable
4 composante directe en champ libre
Figure 2 — Principe de la technique de soustraction du signal
Pour éviter des différences de température entre le mesurage en champ libre et le mesurage sur le
revêtement soumis à l’essai, il est recommandé d’effectuer les deux mesurages en un temps réduit
(moins de 10 min).
4.3 Méthode d’essai
Le mesurage doit s’effectuer dans un champ essentiellement libre, c’est-à-dire un champ libre de
réflexions provenant d’objets autres que le revêtement soumis à l’essai. Toutefois, l’utilisation d’une
fenêtre temporelle élimine les réflexions qui arrivent après un certain délai et, par conséquent, celles
qui proviennent de positions situées au-delà d’une certaine distance (voir Article 7).
Pour réduire au minimum les effets du bruit de fond et des variations météorologiques, un certain
nombre de réponses impulsionnelles doit être obtenu et ces réponses doivent être moyennées pour
obtenir le rapport S/N minimal spécifié en 7.4.
NOTE L’expérience montre qu’il suffit généralement de calculer la moyenne de seize à trente-deux réponses
impulsionnelles.
Les valeurs d’absorption acoustique mesurées en basses fréquences sont souvent de très petites
valeurs. Il est très difficile d’obtenir des valeurs exactes dans cette gamme. De petites variations dans
la détermination des niveaux de pression acoustique, à la fois du signal direct et du signal réfléchi,
peuvent induire de grandes inexactitudes dans les valeurs d’absorption acoustique. Un mesurage
de référence sur une surface totalement réfléchissante doit être effectué pour éviter ce problème et
améliorer l’exactitude de la méthode (voir l’Annexe B).
5 Système d’essai
5.1 Composants du système d’essai
L’équipement d’essai doit se composer d’un générateur de signaux électroniques, d’un amplificateur
de puissance et d’un haut-parleur, d’un microphone avec amplificateur et d’un analyseur de signaux
permettant d’effectuer des intercorrélations et des transformations entre les domaines temporel et
fréquentiel.
Un schéma des composants essentiels du système de mesure est présenté à la Figure 1.
Le système de mesure complet doit être conforme au moins aux exigences d’un appareil de classe 2,
spécifiées conformément à l’IEC 61672-1. Pour les besoins du présent document, la gamme de fréquences
de mesurage est affichée en bandes de tiers d’octave, de 250 Hz à 4 kHz.
5.2 Source sonore
Le haut-parleur
— doit avoir un seul pilote de haut-parleur,
— ne doit être pourvu d’aucun port, par exemple pour augmenter la réponse en basses fréquences,
— ne doit comporter aucun composant électriquement actif ou passif (tels des filtres «crossover»)
susceptible d’avoir une incidence sur la réponse en fréquence de l’ensemble du système, et
— doit avoir une courbe de réponse en fréquence lisse, sans irrégularités prononcées sur la totalité de
la gamme de fréquences de mesurage, donnant une réponse impulsionnelle en champ libre d’une
longueur maximale de 3 ms.
NOTE Le facteur de réflexion de la puissance acoustique étant calculé à partir du rapport des quantités
d’énergie extraites de réponses impulsionnelles enregistrées en utilisant le même haut-parleur et le même
microphone en un temps réduit, les caractéristiques de la réponse en fréquence du haut-parleur ne sont pas
critiques, à condition d’utiliser un haut-parleur de bonne qualité répondant aux exigences ci-dessus.
5.3 Signal d’essai
Le signal d’essai doit consister en un signal court reproductible à faible rapport entre la valeur de crête
et la valeur RMS, généralement inférieur à 2, et à spectre pratiquement plat couvrant les bandes de tiers
d’octave de 250 Hz à 4 kHz avec un rapport S/N acceptable. Plusieurs signaux peuvent être utilisés,
tels que des séquences de longueur maximale (MLS, de l’anglais «maximum-length sequences ») ou
des signaux de type balayage sinusodal exponentiel (ESS, de l’anglais «exponential sine sweep »), voir
l’ISO 18233.
6 Traitement des données
6.1 Étalonnage
Le mode opératoire de mesurage décrit dans le présent document est basé sur le rapport de puissance
de deux fonctions de transfert extraites de la même chaîne électroacoustique. Par conséquent, un
étalonnage absolu de la chaîne de mesure par rapport au niveau de pression acoustique n’est pas
nécessaire. Toutefois, un mesurage de référence tel que décrit à l’Annexe B est requis.
6.2 Fréquence d’échantillonnage
Le principe de soustraction implique la connaissance de la forme exacte de l’onde, notamment
pour contrôler les variations de temps de propagation dans la chaîne de mesure. La fréquence
d’échantillonnage, f , doit par conséquent avoir une valeur supérieure à 40 kHz.
s
NOTE 1 L’introduction d’une variation temporelle dans la chaîne de mesure est fréquente lors de l’utilisation
d’une carte audio connectée à un ordinateur portable; cette variation est compensée avant de mettre en œuvre la
technique de soustraction du signal décrite en 6.3.
NOTE 2 Bien que le signal soit déjà nettement défini lorsque le critère de Nyquist relatif à la fréquence
[18]
d’échantillonnage est respecté (voir Référence ), des fréquences d’échantillonnage plus élevées facilitent une
reproduction claire du signal. Les erreurs peuvent ainsi être détectées et corrigées plus facilement, en
procédant par exemple aux corrections nécessaires pour tenir compte des décalages temporels dus aux variations
de température.
6.3 Séparation temporelle des signaux
Avant le mesurage, un contrle préliminaire doit être effectué afin de s’assurer qu’aucun signal parasite
n’apparaît dans les fenêtres temporelles (voir 7.3).
La séparation entre le signal direct et le signal réfléchi est obtenue en appliquant la technique de
soustraction du signal (voir 4.2).
La limite basse fréquence de l’analyse est proportionnelle à l’inverse de la longueur de la fenêtre
temporelle la plus étroite utilisée; elle dépend de la forme de la fenêtre. Pour que les mesurages dans la
bande de tiers d’octave de 250 Hz soient valides, la limite basse fréquence est de 220 Hz, ce qui implique
une longueur minimale de fenêtre temporelle de 5,9 ms environ. Pour plus de détails, voir l’Annexe F.
Dans tous les cas, la forme et les longueurs de la fenêtre temporelle sélectionnée doivent être consignées
dans le rapport d’essai.
Pour les besoins du présent document, les opérations de fenêtrage dans le domaine temporel doivent
être réalisées en utilisant une fenêtre temporelle, appelée «fenêtre temporelle Adrienne», répondant
aux spécifications suivantes (voir Figure 3):
— un front montant présentant une moitié gauche d’une courbe de Blackman-Harris d’une longueur
fixe de 0,5 ms (« pré-fenêtre »);
— une partie plate (« corps principal »);
— un front descendant présentant une moitié droite d’une courbe de Blackman-Harris;
— le rapport entre la longueur de la partie plate et la longueur de la partie correspondant à une moitié
droite d’une courbe de Blackman-Harris doit être de 7/3.
La fenêtre Adrienne, d’une longueur totale de T = 5,9 ms (longueur standard), est constituée:
W,ADR
— d’un front montant présentant une moitié gauche d’une courbe de Blackman-Harris d’une longueur
fixe de 0,5 ms (« pré-fenêtre »);
— d’une partie plate d’une longueur totale de 3,78 ms (« corps principal »);
— d’un front descendant présentant une moitié droite d’une courbe de Blackman-Harris d’une longueur
de 1,62 ms.
Légende
X temps, exprimé en millisecondes
Y forme de la fenêtre Adrienne
Figure 3 — Fenêtre temporelle Adrienne
NOTE 1 Une fenêtre de Blackman-Harris complète à quatre termes d’une longueur T est donnée par la
W,BH
Formule (4):
24ππt t 6πt
wt()=−aa cosc+a os −a cos (4)
01 23
T T T
W,BH W,BH W,,BH
où: a = 0,358 75; a = 0,488 29; a = 0,141 28; a = 0,011 68; 0≤≤tT
0 1 2 3 W,BH
7 Positionnement de l’équipement
7.1 Surface active
La taille de la surface active est définie par les distances respectives de la source sonore et du microphone
par rapport au revêtement soumis à l’essai ainsi que par la longueur de la fenêtre temporelle. Pour une
incidence normale, la surface active est délimitée par un cercle dont le centre est au point d’incidence et
dont le rayon r est donné par la relation décrite à l’Annexe A.
La surface de référence obligatoire doit au moins comprendre la surface active (voir l’Annexe B).
7.2 Positionnement de l’équipement de mesure
L’équipement de mesure doit être placé au-dessus du revêtement soumis à l’essai ou au-dessus de la
surface de référence, conformément à la configuration représentée à la Figure 1 et aux positions
indiquées en 4.2.
La source sonore doit être située à une hauteur, d , de 1,25 m au-dessus du plan de référence du
s
revêtement de chaussée. Le microphone récepteur doit être situé à une hauteur, d , de 0,25 m au-dessus
m
du plan de référence du revêtement de chaussée. Les distances doivent être maintenues constantes, à
0,01 m près.
Le centre acoustique de la source sonore et le centre acoustique du microphone doivent être situés sur
une ligne normale au plan de référence et l’axe du microphone doit être parallèle à ce plan.
Ces positions de la source et du microphone doivent être telles que la surface active (voir 7.1 et
l’Annexe A) soit totalement incluse dans le revêtement de chaussée soumis à l’essai.
7.3 Objets réfléchissants
Tout objet autre que le revêtement de chaussée doit être considéré comme un objet réfléchissant
pouvant être à l’origine de réflexions parasites (par exemple clôtures, rochers, barrières antibruit,
véhicules en stationnement). Ces objets doivent rester en dehors de la surface active à une distance du
microphone supérieure à d .
s
Il faut s’assurer que le pied du microphone n’influe pas sur le mesurage.
7.4 Bruit de fond
Le rapport signal sur bruit S/N effectif doit être supérieur à 10 dB, dans chaque bande de tiers d’octave
entre 250 Hz et 4 kHz.
Pour évaluer ce rapport signal sur bruit S/N pour chaque réponse impulsionnelle, il faut identifier un
intervalle de temps incluant uniquement le bruit de fond et un intervalle de temps incluant le signal
réfléchi. L’intervalle de temps utilisé pour l’évaluation du bruit de fond est sélectionné grâce à une
«fenêtre de bruit» w (t). L’intervalle de temps utilisé pour l’évaluation de la composante réfléchie du
n
signal est sélectionné avec une fenêtre w (t).
r
L’intervalle de temps utilisé pour l’évaluation du bruit de fond peut être choisi de deux manières:
a) du début de la réponse impulsionnelle (t = 0) au début du signal direct: dans ce cas, la limite basse
fréquence pour le calcul du rapport signal sur bruit est 400 Hz;
b) de la fin de la réponse impulsionnelle jusqu’à son début, en utilisant une fenêtre Adrienne de
même longueur que celle utilisée pour le signal réfléchi: dans ce cas, la limite basse fréquence
pour le calcul du rapport signal sur bruit est la même que celle utilisée pour le calcul du coefficient
d’absorption acoustique.
Le rapport signal sur bruit dans chaque bande de fréquences est donné par la formule ci-après:
Fh ()tw ()tfd
[]
rr
∫
Δf
j
SN/ =10lg (5)
j
Fh[]()tw ()tfd
nn
∫
Δf
j
où
h (t) est la composante réfléchie de la réponse impulsionnelle mesurée devant le revêtement
r
soumis à l’essai;
h (t) est la composante de la réponse impulsionnelle correspondant au bruit de fond;
n
w (t) est la fenêtre temporelle (fenêtre temporelle Adrienne) utilisée pour la composante réfléchie;
r
w (t) est la fenêtre temporelle (fenêtre temporelle Adrienne) utilisée pour la composante corres-
n
pondant au bruit de fond;
F est le symbole de la transformée de Fourier;
j est l’indice des bandes de fréquence de tiers d’octave (entre 250 Hz et 4 kHz);
e
Δf est la largeur de la j bande de fréquence de tiers d’octave.
j
Le rapport signal sur bruit global est calculé ainsi:
Fh ()tw ()tfd
[]
rr
∑
∫
j=1
Δf
j
SN/ =10lg (6)
Fh[]()tw ()t ddf
∑ nn
∫
j=1
Δf
j
7.5 Considérations relatives à la sécurité
Cette méthode d’essai peut comporter des opérations dangereuses lorsque les mesurages sont réalisés
sur des routes ouvertes au trafic. Le présent document ne prétend pas couvrir tous les problèmes de
sécurité liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur du présent document d’établir des pratiques
d’hygiène et de sécurité appropriées et de déterminer l’applicabilité des restrictions réglementaires
avant son utilisation.
8 État du revêtement de chaussée et conditions météorologiques
8.1 État du revêtement de chaussée
Le revêtement de chaussée soumis à l’essai doit être visuellement homogène et les propriétés du
matériau doivent être uniformes.
Les mesurages ne doivent être effectués que si le revêtement de chaussée est sec. Dans l’éventualité
d’une teneur en vides significative du revêtement de chaussée, il convient de vérifier que les pores sont
secs.
Les mesurages qui, pour les besoins d’études ou de recherches, visent spécifiquement à déterminer
l’influence du climat ou d’autres conditions environnementales sur l’absorption acoustique, peuvent
être effectués lorsque le revêtement de chaussée n’est pas sec, mais les résultats ne peuvent pas être
utilisés pour une classification ou une qualification du revêtement de chaussée soumis à l’essai.
Le mode opératoire suivant, qui permet de vérifier l’état sec/humide du revêtement de chaussée, doit
être appliqué.
NOTE Ce mode opératoire est le même que celui qui est décrit à l’Annexe F de l’ISO 11819-2:2019.
Les revêtements peuvent être supposés suffisamment secs pour les mesurages si les périodes minimales
de séchage après des précipitations, indiquées dans le Tableau 1, sont respectées. Noter toutefois que les
durées dépendant grandement des conditions de vent et d’ensoleillement, les valeurs indiquées peuvent
être ajustées en conséquence.
Tableau 1 — Périodes recommandées entre les précipitations et le mesurage
Type de revêtement Durée recommandée avant les Commentaires
mesurages
Revêtements non perméables Aucune durée particulière Procéder à une évaluation visuelle
denses, par exemple asphalte roulé
à chaud (HRA, de l’anglais «hot
rolled asphalt »), DAC, béton de
ciment (CC, de l’anglais «cement
concrete »)
Revêtements à texture ouverte, 3 h Procéder à une évaluation visuelle
susceptibles de présenter des pores
profonds, par exemple SMA et
bétons bitumineux minces
Revêtements (perméables) poreux 24 h à 48 h La valeur la plus faible est acceptable
uniquement si le soleil brille pendant
la journée et que le vent ou le trafic
assure une circulation d’air suffisante
sur le revêtement. De plus, il convient
que les journées ne soient pas courtes
Sauf si plus de 2 jours se sont écoulés depuis les dernières précipitations, il est recommandé de vérifier si
un revêtement présumé présenter une porosité significative contient toujours de l’humidité résiduelle.
De l’air comprimé est injecté dans le revêtement de chaussée, par exemple en utilisant un pistolet à
jet d’air ou une bombe aérosol contenant de l’air comprimé, dirigé verticalement vers le revêtement.
Toute humidité résiduelle est alors révélée par un nuage clairement visible créé par la pulvérisation. Le
revêtement peut être considéré comme sec si cinq essais réalisés en des points représentatifs le long
du revêtement de chaussée ne provoquent pas de nuage (du papier buvard peut aussi être utilisé pour
indiquer la présence d’eau).
NOTE Cet essai peut être réalisé en utilisant un compresseur portatif. En effet, un petit jet d’air comprimé à
une pression comprise entre 0,5 kPa et 0,8 kPa est suffisant pour l’essai.
8.2 Vent
La vitesse du vent à la hauteur du microphone ne doit pas dépasser 5 m/s durant les mesurages.
8.3 Température
La température de l’air ambiant doit être comprise entre 0 °C et 40 °C durant les mesurages. La
température du revêtement de chaussée doit être comprise entre 0 °C et 55 °C durant les mesurages.
9 Mode opératoire de mesurage
Les mesurages doivent être effectués de la façon suivante.
a) Vérifier l’état du revêtement de chaussée et les conditions météorologiques de façon à assurer la
conformité aux spécifications de 8.1 à 8.3. Dans le cas contraire, les mesurages ne peuvent pas être
effectués.
b) Placer l’équipement de mesure sur site, comme spécifié en 7.2. Les considérations relatives à la
sécurité données en 7.5 s’appliquent.
c) Calculer le rayon de la surface active comme spécifié à l’Annexe A. Vérifier qu’aucun objet
réfléchissant ne se trouve à l’intérieur de la surface active. Dans le cas contraire, les mesurages ne
peuvent pas être effectués.
d) Sélectionner la source sonore et le signal d’essai conformément à 5.2 et 5.3.
e) Produire le signal d’essai.
f) Échantillonner le signal total reçu par le microphone avec une fréquence d’échantillonnage
sélectionnée conformément à 6.2.
g) Les données mesurées au microphone doivent être moyennées de façon répétée jusqu’à obtention
d’une fonction de réponse impulsionnelle stable (voir 4.3).
h) Enregistrer la réponse impulsionnelle en champ libre en plaçant le système de mesure loin de toute
surface réf
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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