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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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
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ISO 13472-1:2022(E)
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
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ISO 13472-1:2022(E)
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.
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ISO 13472-1:2022(E)
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
2
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
2
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
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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
1
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ISO 13472-1:2022(E)
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
2
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.
2
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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):
2
Hf()
1
r
α()fQ=−11()f =− (1)
W
2
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()
1
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).
3
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ISO 13472-1:2022(E)
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
4
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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.
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ISO 13472-1:2022(E)
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
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ISO 13472-1:2022(E)
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 pu
...
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
ISO 13472-1:2022(F)
© ISO 2022
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ISO 13472-1:2022(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
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.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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ISO 13472-1:2022(F)
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
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ISO 13472-1:2022(F)
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
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ISO 13472-1:2022(F)
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
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ISO 13472-1:2022(F)
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
2
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
2
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
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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/ .
1
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ISO 13472-1:2022(F)
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
2
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.
2
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ISO 13472-1:2022(F)
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):
2
1 Hf()
r
α fQ=−11f =− (1)
() ()
W
2
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:
3
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ISO 13472-1:2022(F)
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
4
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ISO 13472-1:2022(F)
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
5
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ISO 13472-1:2022(F)
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 fréqu
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 13472-1
ISO/TC 43/SC 1
Acoustics — Measurement of sound
Secretariat: DIN
absorption properties of road surfaces
Voting begins on:
2021-10-12 in situ —
Voting terminates on:
Part 1:
2021-12-07
Extended surface method
Acoustique — Mesurage in situ des propriétés d'absorption
acoustique des revêtements de chaussées —
Partie 1: Méthode de la surface étendue
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 13472-1:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2021
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ISO/FDIS 13472-1:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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or ISO’s member body in the country of the requester.
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Phone: +41 22 749 01 11
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
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ISO/FDIS 13472-1:2021(E)
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
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---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 13472-1:2021(E)
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 compared to the previous edition 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.
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ISO/FDIS 13472-1:2021(E)
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
2
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
2
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
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 13472-1:2021(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 terminological 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
1
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---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/FDIS 13472-1:2021(E)
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
2
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.
2
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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):
2
Hf()
1
r
α()fQ=−11()f =− (1)
W
2
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()
1
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).
3
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ISO/FDIS 13472-1:2021(E)
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
4
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ISO/FDIS 13472-1:2021(E)
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.
5
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ISO/FDIS 13472-1:2021(E)
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
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ISO/FDIS 13472-1:2021(E)
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
...
PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 13472-1
ISO/TC 43/SC 1
Acoustique — Mesurage in situ des
Secrétariat: DIN
propriétés d'absorption acoustique
Début de vote:
2021-10-12 des revêtements de chaussées —
Vote clos le:
Partie 1:
2021-12-07
Méthode de la surface étendue
Acoustics — Measurement of sound absorption properties of road
surfaces in situ —
Part 1: Extended surface method
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 13472-1:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. © ISO 2021
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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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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
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Publié en Suisse
ii
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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
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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 par rapport à l’édition précédente 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.
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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
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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
2
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
2
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
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 13472-1:2021(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/ .
1
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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
2
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.
2
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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
r
d’absorption acoustique est calculé selon la Formule (1):
2
1 Hf()
r
α fQ=−11f =− (1)
() ()
W
2
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:
3
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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 prescrit 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
4
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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
5
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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
...
Questions, Comments and Discussion
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