Lärmarme Strassenbeläge innerorts

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1 Lärmarme Strassenbeläge innerorts Jahresbericht 8

2 Lärmarme Strassenbeläge innerorts Herausgeber Bundesamt für Strassen (ASTRA) Bundesamt für Umwelt (BAFU) ASTRA und BAFU sind Ämter des Eidg. Departements für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK) Auftraggeber Bundesamt für Strassen (ASTRA) Bundesamt für Umwelt (BAFU) Autoren Angst Christian, Dr. sc. techn., IMP Bautest AG, Oberbuchsiten Beltzung Francoise, Dr. sc., IMP Bautest AG, Oberbuchsiten Bosshardt Dieter, beratender Ing.HTL/SIA/usic, Aquila Grolimund Hans-Jörg, Dipl. Bauing. ETH/SIA/SGA, Grolimund & Partner AG, Bern Pestalozzi Hansueli, Dr. phil. nat., Grolimund & Partner AG, Bern Begleitkommission Mariotta Carlo, Präsident Begleitkommission, Präsident FoKo Schguanin Gregor, BAFU, Abt. Lärmbekämpfung Beyeler Hans-Peter, ASTRA, Abt. Infrastruktur Gloor Hanspeter, Dep. Bau Verkehr und Umwelt Kt. Aargau, Fachstelle Lärm Künzle Walter, Tiefbauamt TG Levental Mario, Service cantonal de protection contre le bruit, GE Dagani Mauro, Divisione delle construzioni, TI Forschungsstellen Koordination Dieter Bosshardt berat.ing.htl/sia Cresedo 679 Aquila Tel Akustik Hans-Jörg Grolimund Grolimund & Partner AG Thunstrasse a 36 Bern Tel Beläge Christian Angst IMP Bautest AG Hauptstrasse Oberbuchsiten Tel Download PDF ASTRA: BAFU: ASTRA/BAFU 9

3 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 3 Inhalt Einleitung. Ziel, Auftrag. Vorgehen Pilotstrecken und bestehende Beläge 5 3 Methoden 6 3. Makrotextur 6 3. Akustik SPB-Messungen CPX-Messungen 8 Resultate 9. Oberflächentextur der Pilotstrecken 9. Akustische Belagsgütemessungen bis 8.. Neu eingebaute Beläge.. Bestehende Beläge..3 Akustisches Alterungsverhalten.. CPX-Messung 5 Folgerungen 6 5. Zusammenhänge Belagseigenschaften / Lärm 6 5. Zusammenfassung 7 Anhang A: CPX-Verlaufsdiagramme 8 A: Situationsplan

4 Lärmarme Strassenbeläge innerorts Einleitung. Ziel, Auftrag Die Lärmschutzverordnung verlangt die Lärmsanierung aller Haupt- und übrigen Strassen bis 3. März 8. Das Umweltschutzgesetz sieht in Art. vor, dass Lärm grundsätzlich durch Massnahmen an der Quelle zu begrenzen ist. Um zielgerichtet Lösungen zu finden haben BAFU und ASTRA gemeinsam das Forschungsprojekt «Lärmarme Beläge Innerorts» lanciert, damit möglichst rasch einheitliche, technische Empfehlungen in Form von typisierten Belagsrezepturen für die praktische Anwendung zur Verfügung stehen.. Vorgehen Aufgrund der Erkenntnisse einer umfangreichen Literaturrecherche und Erfahrungen der Kantone mit lärmarmen Belägen (Statusbericht 3, Download BAFU) wurden Belagstypen identifiziert und als neue Teststrecken eingebaut. Zusätzlich wurden 9 bestehende lärmarme Beläge in die Untersuchungen miteinbezogen. Die Teststrecken befinden sich im Innerortsbereich (Tempo 5 km/h). Die gewählten Belagstypen bewegen sich innerhalb der geltenden Normen oder im Rahmen langjähriger Erfahrungen. Neben zwei offenporigen Twinlayer-Belägen wurden feinkörnige dichte Beläge vom Typ AC MR und SPA eingebaut sowie eine sehr feinkörnige Abstreuung mit Epoxydharz «Whisper-Grip» getestet (Tab. ). Zur Verbesserung der akustischen Langlebigkeit der Beläge wurden durchwegs polymermodifizierte Bindemittel und verschiedene Materialien wie Elektroofenschlacke (EOS), Gummigranulat sowie ausgewählte Provenienzen der Gesteinskörnungen (Famsa, Gasperini) verwendet. An allen Teststrecken wurden bis 8 jährlich belagstechnische und akustische Belagsgütemessungen durchgeführt. Im Jahr 7 wurde ein umfangreicher Schlussbericht verfasst. (Download BAFU) Die bis 7 durchgeführten Messungen wurden 8 wiederholt und mit CPX-Messungen, welche die akustische Homogenität der gesamten Teststrecke wiedergeben, ergänzt. Im vorliegenden Bericht werden die Ergebnisse dieser neuen Messungen zusammengestellt und mit den Messergebnissen früherer Jahre verglichen.

5 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 5 Pilotstrecken und bestehende Beläge Die Teststrecken wurden im Jahr 3 aufgrund von Vorschlägen der Kantone ausgewählt. Die Testbeläge sind in den nachfolgenden Tabellen zusammengestellt. Die genaue Lage der Strecken geht aus den Streckenprotokollen (Beilagen A) hervor. Tab. Belagstypen, die auf den neuen Pilotstrecken eingebaut wurden Neue Pilotstrecken Testbeläge Herkunft Splitt Länge Belagseinbau Kreuzlingen TG Twinlayer PA / PA 8 Walliswil 5 m.8. Sargans SG Twinlayer PA 8 / PA 6 Hagerbach 3 m 7.9. * Turtmann VS SPA Famsa 55 m 8.9. AC MR EOS Gummigran. Stahl Gerlafingen 5 m 9.9. AC MR EOS Stahl Gerlafingen 5 m 9.9. AC MR Famsa 55 m 3.9. Sargans SG AC MR Gasperini 3 m.9. AC MR 8 EOS Gummigran. Stahl Gerlafingen 3 m 3.9. Zuchwil SO AC MR 8 EOS Stahl Gerlafingen 8 m 3.8. Luzern LU EP ch /3 (Whisper-Grip) Durop-ähnlich 5 m 3.8. ** Altendorf SZ SPA 8, mm Gasperini m 6..5 ** SPA 8, 5 mm Gasperini 3 m 6..5 ** * wegen massiver Kornausbrüche aus dem Messprogramm eliminiert ** wegen Nichterfüllens der Lärmminderungsbedingungen aus dem Messprogramm eliminiert Tab. Bestehende lärmarme Beläge, die in die Untersuchungen miteinbezogen wurden Bestehende lärmarme Beläge Beläge Herkunft Splitt Länge Belagseinbau Leuggern AG PA 8 9 m 3 SPA 8 9 m 3 MA 8 mit Abstreuung / 6 m 3 MA 8 mit Abstreuung 3/6 6 m 3 Sargans SG AC 3 m Sessa TI AC Leca Gasperini Bellinzona TI AC Leca Gasperini 3 m Les Evouettes VS Colsoft ** Grossgurmels FR Wecophon 6 Famsa, Choëx 3 ** wegen Nichterfüllens der Lärmminderungsbedingungen für PW s aus dem Messprogramm eliminiert

6 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 6 3 Methoden 3. Makrotextur Für die Schallentstehung hat die Oberflächentextur eines Belages einen entscheidenden Einfluss. Das Oberflächenprofil wird mit einem Laser-Profilometer nach EN ISO 373 linear aufgezeichnet. Es werden 5 Messpunkte pro Millimeter gespeichert. Daraus werden folgende Kennwerte abgeleitet: Tab. 3 Makrotexturkennwerte Kennwert Beschreibung Bewertung MPD (Mean Profile Depth) Gestaltfaktor g Spektralanalyse Mittlere Profiltiefe; das ist der Abstand zwischen der höchsten Profilspitze und dem Mittelwert der Profilkurve innerhalb einer Messlänge von mm. Durch eine statistische Auswertung der Häufigkeit der Profiltiefen entsteht ein Parameter zur Kennzeichnung der Gestalt der Textur, der als Gestaltfaktor g bezeichnet wird. Konkave Texturen (Plateau mit Tälern) gelten als lärmarm, da sie die Reifen weniger stark anregen und trotzdem für eine gute Entlüftung der in den Reifen eingepressten Luft sorgen und damit den Air-Pumping-Effekt reduzieren. Gemäss EN ISO 373 wird das Belagsprofil mathematisch mittels einer Fourier- Transformation in Sinusschwingungen mit unterschiedlichen Wellenlängen und Amplituden zerlegt. Dargestellt wird die Rauhtiefe (als quadratischer Mittelwert des Sinus-Profils) in Abhängigkeit der Texturwellenlänge. keine g < 6 % konvex g > 6 % konkav (erwünscht) max. Rauhtiefe Rtmax Maximale Rauhtiefe [μm] im Wellenlängenbereich von,5 bis mm. keine Wellenlänge bei Rtmax Texturwellenlänge [mm] die der maximalen Rauhtiefe entspricht. Es wird postuliert, dass akustisch günstige Beläge die grössten Rauhtiefen im Wellenlängenbereich unter,5 mm und niedrige Rauhtiefen bei Texturwellenlängen von 6 bis 5 mm aufweisen.,5 Rtmax, keine

7 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 7 3. Akustik 3.. SPB-Messungen Die akustischen Belagsgütemessungen wurden nach der statistischen Vorbeifahrtmethode (statistical passby method SPB, ISO 89 ) durchgeführt. Dabei werden die Vorbeifahrtspegel von 8 Personenwagen und 3 Lastwagen gemessen, wobei auf den Innerortsstrecken nicht immer die nötige Anzahl Lastwagenvorbeifahrten innerhalb vernünftiger Zeit registriert werden können. Neben dem maximalen Schalldruckpegel L max wurde auch der energieäquivalente Dauerschallpegel L eq jeder Vorbeifahrt in dba gemessen, wie dies im «Technischen Merkblatt für akustische Belagsgütemessungen an Strassen» des ASTRA beschrieben ist, da dieser Wert direkt mit dem in der Schweiz üblichen Lärm-Berechnungsmodell STL 86+ der EMPA korreliert werden kann. Die Distanzen der Mikrophone zu den Fahrstreifenachsen betrugen an allen Messorten 7.5 m für L max und 5 m für L eq. Bei jeder Vorbeifahrt wurde die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einem Radargerät aufgezeichnet. Abb. Messanordnung für die statistische Vorbeifahrtmethode Von links nach rechts: Geschwindigkeitsmessgerät, Mikrophon in 7.5 m Distanz (Lmax) und 5 m Distanz (Leq), Messgeräte und PC. Die Vorbeifahrtsmessung erfolgte nach dem «Technischen Merkblatt für akustische Belagsgütemessungen an Strassen», welches sich nach ISO 89 richtet. Geschw.- Messung Lmax Leq Messgerät + PC Die Auswertung der zusätzlich zur ISO-Norm erhobenen L eq -Werte erfolgte nach dem in der Schweiz gültigen Standardberechnungsverfahren StL6+, welches auf dem L eq basiert [Korrekturen zum Strassenlärm-Berechnungsmodell, 995]. Die Werte wurden mit einem der Literatur entnommenen Faktor von -.6 dba/ C für dichte Beläge und -. dba/ C für offenporige Beläge auf C Belagstemperatur korrigiert. Bei den Lastwagen wurde eine Temperaturkorrektur von -.3 dba/ C verwendet. Die Korrekturfaktoren für dichte Beläge wurden in diesem Forschungsprojekt im Rahmen der Zusatzuntersuchungen überprüft und haben sich dort bestätigt. Im Bericht wird die akustische Belagsgüte als Modellabweichung des Mischverkehrs mit 8 % Lastwagenanteil am Gesamtverkehr angegeben. Diese Werte sind mit dem Leitfaden Strassenlärm ASTRA/BAFU kompatibel.

8 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 8 Bei einzelnen Standorten ist der Mischverkehrswert aufgrund der geringen Anzahl messbarer Lastwagen weniger gut abgestützt als der Wert für Personenwagen allein. Für Detailanalysen sind in den Beilagen deshalb die Werte für Personenwagen allein ebenfalls dargestellt. 3.. CPX-Messungen Bei der CPX-Methode wird der Schallpegel in schallgedämmten Kammern innerhalb des Messanhängers in unmittelbarer Reifennähe mit zwei Mikrofonen gemessen (ISO 3rd CD 89 ). Die zwei verwendeten Testreifensätze entsprechen den heutigen Empfehlungen der ISO. Es sind dies: Uniroyal Tigerpaw (SRTT) 5/6-R6 (Testreifen A für leichte Fahrzeuge) Avon AV 95-RC (Testreifen D für schwere Fahrzeuge). Pro Reifen werden die A-bewerteten Schallpegel kontinuierlich auf der gesamten Messstrecke erfasst. Dabei werden die Mikrofonsignale mit einer Frequenz von 8 Hz aufgezeichnet und über ein Messsegment von m Länge energetisch gemittelt. Die Messfahrt erfolgte bei möglichst konstanter Geschwindigkeit von 5 km/h. Zudem werden die Parameter Geschwindigkeit, Lufttemperatur und die GPS-Signale fortlaufend aufgezeichnet. Die Messresultate werden entsprechend der tatsächlich gefahrenen Geschwindigkeit sowie bezüglich geräteeigener Schallreflexionen korrigiert. Ausgehend von den korrigierten Schallpegeln werden anschliessend die CPX-Werte für leichte Fahrzeuge (Personenwagen) und für schwere Fahrzeuge (Lastwagen) ermittelt und mit einer Temperaturkorrektur von -.5 C ausgegeben. Die Umrechnung in die in der Schweiz übliche Abweichung vom Modell STL86+ erfolgt durch lineare Korrelation mit den SPB- Messungen. Abb. CPX-Messanhänger

9 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 9 Resultate Die Lärm- und Textur-Messungen wurden wie in den Jahren zuvor zwischen August und Oktober durchgeführt.. Oberflächentextur der Pilotstrecken Mit fortschreitender mechanischer Belastung erleidet die Fahrbahnoberfläche signifikante Änderungen, die sich mit der mittleren Profiltiefe quantifizieren lassen. Die Änderungen unterteilen sich in zwei Gruppen. Zum einen ist eine Verdichtung der Oberflächentextur zu beobachten; die Rauigkeit nimmt ab und die mittlere Profiltiefe sinkt um mehr als die Hälfte im Vergleich zum neuen Belag. Dieses Verhalten ist typisch für die semi-dichte AC MR Beläge. Zum anderen ist Kornausbruch zu vermerken; die Rauigkeit nimmt stetig zu und so auch die mittlere Profiltiefe. Von dieser Art Änderung sind vor allem die PA Beläge betroffen. Auch Beläge mit weichen Zusätzen wie Gummigranulat und Leca-Körner können auf die Dauer diese verlieren und eine ungewünschte hohe mittlere Profiltiefe erreichen. Tab. Evolution der Mittleren Profiltiefe (MPD) zwischen und 8 Teststrecke und Mischgutsorte Mittlere profiltiefe [mm] Herbst Frühling 5 Herbst 5 Herbst 6 Herbst 7 Herbst 8 Neue Testbeläge Kreuzlingen PA auf PA Sargans PA 8 auf PA ~ ~ Turtmann SPA Famsa.5.67 ~ ACMR EOS Gummigranulat ~ Turtmann ACMR EOS.6.55 ~ ACMR Famsa.8.6 ~ Sargans ACMR Gasperini ACMR 8 EOS Gummigranulat Zuchwil ACMR 8 EOS Luzern Epoxy /3..3 ~ ~ ~ ~ Altendorf SPA 8 Gasperini 5 mm.3.3 ~ ~ SPA 8 Gasperini mm..5 ~ ~ Bestehende Testbeläge Leuggern PA 8.3 ~ Leuggern SPA 8.5 ~ Leuggern MA 8 /.79 ~ MA 8 3/6. ~ Sargans AC ~.59.6 Sessa AC Leca Gasperini.59.5 ~ Bellinzona AC Leca Gasperini..96 ~.5..5 Grossgurmels Wecophone 6 Famsa.7.6 ~ Les Evouettes Colsoft ~.. ~

10 Lärmarme Strassenbeläge innerorts Die weiteren drei Kennwerte Gestaltfaktor g, maximale Rauhigkeitstiefe A max und Wellenlänge bei maximaler Rauigkeitstiefe λ(a max ), sind in der folgenden Tab. 5 zusammengefasst. Die Kennwerte folgen einer Tendenz der Verschlechterung. Einige markante Beispiele dafür, sind die Wellenlänge bei maximaler Rauhigkeitstiefe des PA in Kreuzlingen, des ACMR Famsa in Turtmann oder des ACMR 8 EOS in Zuchwil. Tab. 5 Evolution der Makrotextur zwischen und 8: maximale Rauigkeitstiefe A max, Wellenlänge bei maximaler Rauigkeitstiefe λ(a max ) und Gestaltfaktor g Teststrecke und Mischgutsorte A max [μm] λ(a max ) [mm] g [%] Herbst Frühling 5 Herbst 5 Herbst 6 Herbst 7 Herbst 8 Herbst Frühling 5 Herbst 5 Herbst 6 Herbst 7 Herbst 8 Herbst Frühling 5 Herbst 5 Herbst 6 Herbst 7 Herbst 8 Pilotbeläge Kreuzlingen PA auf PA Sargans PA 8 auf PA ~ ~ 5 ~ ~ ~ ~ Turtmann SPA Famsa 93 3 ~ 89 6 ~ ~ ACMR EOS Gummigr. 5 9 ~ ~ ~ 69 8 Turtmann ACMR EOS 8 77 ~ ~ ~ ACMR Famsa 39 6 ~ ~ ~ 5 Sargans ACMR Gasperini ACMR 8 EOS Gummigr Zuchwil ACMR 8 EOS Luzern Epoxy / ~ ~ ~ ~ 6 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Altendorf SPA 8 Gasperini 5 mm ~ ~ ~ ~ 89 8 ~ ~ SPA 8 Gasperini mm ~ ~ 6 ~ ~ 8 86 ~ ~ Bestehende Beläge Leuggern PA 8 53 ~ ~ ~ Leuggern SPA ~ ~ 6 89 ~ Leuggern MA 8 / 38 ~ ~ ~ MA 8 3/6 35 ~ ~ ~ Sargans AC 9 ~ ~ ~ 7 5 Sessa AC Leca Gasperini 3 5 ~ 3 3 ~ 8 76 ~ Bellinzona AC Leca Gasperini 66 3 ~ ~ ~ Gurmels Wecophone 6 Famsa ~ ~ 7 85 ~ Les Evouettes Colsoft 8 36 ~ ~ ~ ~ 8 8 ~ Zielvorstellungen erfüllt Zielvorstellungen teilweise erfüllt Zielvorstellungen nicht erfüllt

11 Lärmarme Strassenbeläge innerorts. Akustische Belagsgütemessungen bis 8 Die akustische Belagsgüte der Testbeläge ist nachfolgend für den Mischverkehr unter Annahme eines Lastwagenanteils von 8 % dargestellt... Neu eingebaute Beläge Bei den neu eingebauten Testbelägen wurden sehr gute Anfangslärmminderungswerte von dba bis dba erreicht, mit Ausnahme der beiden SPA 8-Beläge in Altendorf, die von Anfang an eine sehr hohe Rauhigkeit aufwiesen. Nach Jahren kontinuierlicher Messung ist erfahrungsgemäss festzustellen, dass die akustische Belagsgüte bei allen Belägen abgenommen hat. Sie liegt jetzt zwischen und knapp dba. Beim AC MR Fa in Turtmann wird dieser Bereich knapp unterschritten. Bezüglich Zusatzstoffe fällt auf, dass Beläge mit Gummizusatz überdurchschnittlich stark altern, während bei Belägen mit EOS-Zusatz (aber ohne Gummibeimengung) die akustische Alterung deutlich gebremst wurde. Abb. 3 Entwicklung der akustischen Belagsgüte für Mischverkehr auf neu eingebauten Belägen während der letzten Jahre Dargestellt sind die Differenzen zum in der Schweiz gültigen Modell STL86+. Die Werte sind temperaturkorrigiert. Messungen, die den Zielwert von dba bei den Personenwagen oder beim Mischverkehr nicht mehr erreichten, wurden abgebrochen (Teststrecke in Klammer). Messungen, die auf weniger als Lastwagenvorbeifahrten beruhen sind mit einem Stern (*) markiert, solche mit weniger als Lastwagenvorbeifahrten sind gar nicht dargestellt. 3 Modellabweichung STL 86+, Mischverkehr 8%, temperaturkorr. [dba] nach Belagseinbau nach Jahr nach Jahren nach 3 Jahren nach Jahren PA +8 Kreuzlingen (PA 8+6 Sargans *) SPA Fa Turtmann AC MR EOS Gu Turtmann AC MR EOS Turtmann AC MR Fa Turtmann AC MR Ga Sargans * AC MR 8 EOS Gu Sargans * AC MR 8 EOS Zuchwil * (SPA 8 mm Altendorf ) (SPA 8 5mm Altendorf ) (EP ch /3 Luzern ) * Messungen mit w enigen Lastw agenv orbeifahrten ()

12 Lärmarme Strassenbeläge innerorts.. Bestehende Beläge Bei den bestehenden Belägen ist eine weniger ausgeprägte Abnahme der akustischen Belagsgüte festzustellen als bei den neu eingebauten Belägen. Dies hängt wesentlich mit dem z. T. sehr geringen Verkehrsaufkommen zusammen, insbesondere auf den Strecken in Leuggern und in Sessa. Abb. Entwicklung der akustischen Belagsgüte für Mischverkehr auf bestehenden Belägen während der letzten Jahre Dargestellt sind die Differenzen zum in der Schweiz gültigen Modell STL86+. Die Werte sind temperaturkorrigiert. Messungen, die den Zielwert von dba bei den Personenwagen oder beim Mischverkehr nicht mehr erreichten, wurden abgebrochen (Teststrecke in Klammer). Messungen, die auf weniger als Lastwagenvorbeifahrten beruhen sind mit einem Stern (*) markiert, solche mit weniger als Lastwagenvorbeifahrten sind gar nicht dargestellt. 3 Modellabweichung STL 86+, Mischverkehr 8%, temperaturkorr. [dba] nach Belagseinbau nach Jahr nach Jahren nach 3 Jahren nach Jahren nach 5 Jahren PA 8 Leuggern * SPA 8 Leuggern * MA 8 ch / Leuggern * MA 8 ch 3/6 Leuggern * AC Sargans * AC Leca Sessa * AC Leca Bellinzona * Weco 6 Grossgurmels (Cols Les Evouettes ) * Messungen mit w enigen Lastw agenv orbeifahrten () Alle Beläge erfüllen somit auch nach Jahren den im Forschungsvorhaben gesetzten Zielwert für dauerhaft lärmarme Beläge von dba, wenn auch in einem Falle nur knapp...3 Akustisches Alterungsverhalten Beläge mit wenig Verkehraufkommen verlieren ihre akustischen Eigenschaften weniger schnell als solche mit einem hohen Verkehrsaufkommen. Die Verkehrsbelastung stellt somit einen wichtigen Faktor für die akustische Alterung der Beläge dar. Nachfolgend ist die akustische Belagsgüte in Abhängigkeit der Verkehrsbelastung dargestellt. Angaben über den durchschnittlichen täglichen Verkehr DTV der einzelnen Strecken finden sich im Anhang 3.

13 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 3 Abb. 5 Akustische Belagsgüte in Abhängigkeit der Verkehrsbelastung auf neu eingebauten (oben) und bestehenden lärmarmen Belägen (unten) während der letzten Jahre Dargestellt sind die Differenzen zum in der Schweiz gültigen Modell STL86+. Die Werte sind temperaturkorrigiert. Kreuzlingen PA +8 Referenzbelag (STL 86+) *Sargans PA 8+6 Turtmann SPA Fa Modellabw. STL 86+ Mischverkehr 8%, temp.korr. [dba] Minimal erforderliche Pegelminderung nach 5 Jahren erforderliche Anfangspegelminderung 6 8 Millionen Vorbeifahrten Turtmann MR EOS Gu Turtmann MR EOS Turtmann MR Fa *Sargans MR Ga *Sargans MR 8 EOS Gu *Zuchw il MR 8 EOS Altendorf SPA 8 mm Altendorf SPA 8 5mm Luzern EP ch/3 Definition lärmarme Beläge nach Belagseinbau nach 5 Jahren * Messungen mit w enigen Lastw agenv orbeifahrten () Referenzbelag (STL 86+) Modellabw. STL 86+ Mischverkehr 8%, temp.korr. [dba] Minimal erforderliche Pegelminderung nach 5 Jahren *Leuggern PA 8 *Leuggern SPA 8 *Leuggern MA 8 ch/ *Leuggern MA 8 ch3/6 *Sargans AC *Sessa AC Leca *Bellinzona AC Leca Grossgurm. Weco 6 Les Evouettes Cols Definition lärmarme Beläge nach Belagseinbau nach 5 Jahren 6 8 * Messungen mit w enigen Lastw agenv orbeifahrten Millionen Vorbeifahrten ()

14 Lärmarme Strassenbeläge innerorts Neu eingebaute Beläge Bei den semidichten Belägen verläuft die akustische Alterung asymptotisch, d. h. die akustische Verschlechterung verlangsamt sich mit zunehmendem Alter. Zudem ist erkennbar, dass die feinkörnigeren er- Beläge (grün) bislang bessere akustische Eigenschaften besitzen als die grobkörnigeren 8er- Beläge (blau). Bisher noch keinen asymptotischen Verlauf zeigt der Twinlayer-Belag in Kreuzlingen, welcher während zweier Jahre hervorragende Lärmminderungseigenschaften zeigte, dann aber jährlich fast dba lauter wurde. Untersuchungen im Jahr 7 zeigten, dass die Poren dieses Belags weitgehend verstopft waren, was auch durch eine intensive Druck/Vakuum-Reinigung nicht geändert werden konnte. Die visuelle Beurteilung lässt vermuten, dass ebenso Kornausbrüche stattgefunden haben. Der Twinlayer-Belag in Kreuzlingen scheint einen ähnlichen Degradationsprozess zu durchlaufen wie dies schon beim Twinlayer in Sargans in wesentlich kürzerer Zeit beobachtet werden konnte. Bestehende Beläge Die Mehrzahl der bestehenden Beläge befindet sich auf Strecken mit wenig Verkehr. Gesicherte Aussagen über ihr akustisches Alterungsverhalten sind zurzeit noch nicht möglich... CPX-Messung Korrelation Sämtliche Teststrecken des Forschungsprojekts wurden erstmalig mit einem CPX-Messanhänger abgefahren und gemessen. Die Resultate wurden mit den in derselben Zeitspanne durchgeführten SPB-Messungen korreliert. Das Resultat der Korrelation ist in Abb. 6 dargestellt. Die fett ausgefüllten Symbole sind Wertepaare aus dem vorliegenden Forschungsprojekt, die Kreuze stellen andere SPB-CPX-Wertepaare von Strassen im Innerortsbereich dar. Aufgrund der eingezeichneten Korrelationsgerade wurden die gemessenen CPX-Werte in die im Bericht verwendete Abweichung vom Modell STL86+ umgerechnet. Abb. 6 Korrelation zwischen CPX-Messwerten und SPB-Messungen im Innerortsbereich (Tempo 5 km/h) Die ausgefüllten Symbole sind Wertepaare aus dem Forschungsprojekt. N CPX [dba] N CPX [dba] Die CPX-Methode erlaubt es, die Homogenität der Teststrecken zu beurteilen. Während die SPB- Messungen nur die akustische Belagsgüte an einem einzigen Querschnitt wiedergeben, zeigen die CPX- Pegelverläufe die akustische Belagsgüte über die ganze Länge der Teststrecke.

15 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 5 Die Pegelverläufe aller gemessener Teststrecken befinden sich im Anhang. Für CPX-Messungen stellen Teststreckenlängen von m die untere Grenze dar, da sich sonst die Messresultate der einzelnen Teststrecken zu stark überlagern. Deutlich erkennbar ist dies aus dem Messprotokoll von Leuggern. Längere Teststrecken sind auch aus einbautechnischer Sicht von Vorteil. Offenporige Beläge Die Pegelverläufe der offenporigen Beläge in Kreuzlingen und in Leuggern sind inhomogen. Beide Beläge weisen heute Kornausbrüche auf. Zudem zeigen die Pegelstreifen, dass, in Fahrtrichtung betrachtet, ihre akustische Belagsgüte zu Beginn relativ schlecht ist, um dann mit zunehmender Länge akustisch besser zu werden. Dieser Effekt ist bei beiden Fahrspuren zu beobachten und legt den Schluss nahe, dass die akustische Verschlechterung am Anfang auf verstärkten Schmutzeintrag aus dem Belagsabschnitt vor dem PA zurückzuführen ist. CPX-Messresultate Abb. 7 CPX-Messung der Teststrecke in Kreuzlingen Fahrrichtung West Distanz [km] Fahrrichtung Ost 6 N SPB_N PA+8 N SPB_N Distanz [km] Semidichte Beläge Tendenziell weisen Testbeläge mit kleinem Grösstkorn ( mm) eine bessere akustische Homogenität auf als Testbeläge mit grösserem Grösstkorn. Die grössten Pegelschwankungen mit dba und mehr weisen die Testbeläge mit einer maximalen Korngrösse von mm auf (AC Sargans und AC Leca Bellinzona). Bei einzelnen Belägen sind Einflüsse von baulichen Gegebenheiten (Schachtdeckel, Fussgängerstreifen, usf.) erkennbar, die nicht mit der Homogenität des Testbelags an sich zusammenhängen. Gerade bei lärmarmen Belägen ist diesem Aspekt aber besondere Beachtung zu schenken.

16 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 6 5 Folgerungen 5. Zusammenhänge Belagseigenschaften / Lärm Nach der -jährigen Beobachtungsphase können erste Hinweise auf Zusammenhänge zwischen den Belagstexturen und dem gemessenen Lärm festgestellt werden. Dabei scheinen sich die von Sandberg und Ejsmont [Tyre/Road Noise Reference Book, Ed. Informex, Sweden ()] vorgeschlagenen Textur- Kennwerte in Bezug auf die Belagsakustik zu bestätigen. Es zeigt sich, dass hohe Werte für die effektive Rauigkeitstiefen im Textur-Wellenlängen-Bereich >.5 mm entscheidend für die Lärmentwicklung sind. Bei der mittleren Profiltiefe MPD gibt es einen optimalen Bereich zwischen ca..7 und. mm; wie dies in der Abbildung 8 deutlich zu erkennen ist. Die Beläge mit Gummigranulaten zeigen Kornausbrüche und damit eine rasche Verschlechterung der Lärmeigenschaften. Dabei ist zu vermerken, dass Gummi im so genannten Dry-Verfahren, dass heisst als Ersatz von Feinsand verwendet wurde. Vergleicht man die beiden AC MR EOS mit und ohne Gummigranulat, so können aus den Texturkennwerten keine Vorteile des AC EOS mit Gummigranulat festgestellt werden. Der AC behält über die gesamte Messdauer eine praktisch gleich bleibende mittlere Profiltiefe um ca..6 mm. Die Veränderungen der Lärmeigenschaften bei diesem Belag sind auch relativ klein. Abb. 8 Modellabweichung in Abhängigkeit der mittleren Profiltiefe MPD [mm] Lärmminderung [dba] ACMR EOS Gu ACMR EOS ACMR Fa ACMR Ga ACMR8 EOS ACMR8 EOS Gu PA +8 PA 8+6 SPA 8

17 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 7 5. Zusammenfassung Alle Beläge erfüllen auch nach Jahren den im Forschungsvorhaben gesetzten Zielwert für dauerhaft lärmarme Beläge von dba. Bei den semidichten Belägen hat sich die Abnahme der akustischen Güte weiter verlangsamt. Das asymptotische akustische Alterungsverhalten scheint sich zu bestätigen. Die PA-Beläge dagegen haben sich infolge fortschreitender Verstopfung und Kornausbrüchen weiter verschlechtert. Es ist bislang kein asymptotisches Alterungsverhalten feststellbar. Nur der Vergleich der Beläge bezogen auf die Verkehrslast ist für die akustische Dauerhaftigkeit aussagekräftig. Die 8 erstmals durchgeführten CPX-Messungen zeigen, dass Beläge mit kleinem Grösstkorn akustisch homogener sind als solche mit grösserem Grösstkorn. Nicht alle Beläge weisen homogene Lärmeigenschaften über die ganze Länge der Teststrecken auf. Es wurden Pegeldifferenzen innerhalb der Teststrecken von dba und mehr festgestellt. Die vorhandene Datenbasis zeigt klare Zusammenhänge zwischen Textureigenschaften und Lärmemission bzw. akustischem Alterungsverhalten der Beläge. Die bisherigen Empfehlungen für die Aufbereitung und den Einbau lärmarmer Beläge haben weiterhin ihre Gültigkeit.

18 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 8 Anhang A: CPX-Verlaufsdiagramme Abb. 9 Kreuzlingen Fahrrichtung West Distanz [km] Fahrrichtung Ost 6 N SPB_N PA+8 N SPB_N Distanz [km] Abb. Turtmann Fahrrichtung West 6 N N SPB_N SPB_N ACMR Famsa ACMR EOS....6 Distanz [km].8... Fahrrichtung Ost 6 N N SPB_N SPB_N SPA Famsa ACMR EOS/G....6 Distanz [km].8...

19 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 9 Abb. Sargans Fahrrichtung West 6 N N SPB_N SPB_N PA 8+6 ACMR AC ACMR Distanz [km].8... Fahrrichtung Ost Distanz [km].8... Abb. Zuchwil Fahrrichtung West 6 N N SPB_N SPB_N AC MR 8 EOS Distanz [km] Fahrrichtung Ost Distanz [km]

20 Lärmarme Strassenbeläge innerorts Abb. 3 Leuggern Fahrrichtung West Distanz [km] Fahrrichtung Ost Distanz [km] N N SPB_N SPB_N AC MA8 / MA8 3/6 PA8 SPA8 AC8 SMA8 Abb. Sessa Fahrrichtung West 6... Distanz [km].6.8. Fahrrichtung Ost 6 N N SPB_N SPB_N AC Leca... Distanz [km].6.8.

21 Lärmarme Strassenbeläge innerorts Abb. 5 Bellinzona Fahrrichtung Süd 6... Distanz [km] Fahrrichtung Nord 6 N N SPB_N SPB_N AC Leca... Distanz [km] Abb. 6 Fahrrichtung Nord Grossgurmels Distanz [km] Fahrrichtung Süd 6 N N SPB_N SPB_N Wecophone Distanz [km]

22 Lärmarme Strassenbeläge innerorts Anhang A: Situationsplan, Spektren nur für Personenwagen und Belagsaufnahmen pro Teststrecke Abb. 7 Kreuzlingen TG / PA +8 Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum August Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 5 Koordinaten (Swisstopo) X = Y = 785 Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum (nur Personenwagen) in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Kreuzlingen PA +8 Einbau.5 Jahre Jahr Jahre Jahre (gerein.) 3 Jahre Jahre Tex tur-wellenlänge [mm] Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Lärm-Frequenzspektrum [Hz] 35 5 PA (September 8)

23 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 3 Abb. 8 Turtmann VS / SPA Famsa Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum September Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 5 Koordinaten (Swisstopo) X = 63 Y = 7778 Fahrbahn Richtung Brig Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum (nur Personenwagen) in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Turtmann SPA Famsa Einbau.5 Jahre Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Tex tur-wellenlänge [mm] Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Lärm-Frequenzspektrum [Hz] 35 5 SPA Famsa (September 8)

24 Lärmarme Strassenbeläge innerorts Abb. 9 Turtmann VS / AC MR EOS Gummigranulat Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum September Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 5 Koordinaten (Swisstopo) X = 665 Y = 793 Fahrbahn Richtung Brig Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Turtmann AC MR EOS Gu Einbau.5 Jahre Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Tex tur-wellenlänge [mm] Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Lärm-Frequenzspektrum [Hz] AC MR EOS Gummigranulat (September 8)

25 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 5 Abb. Turtmann VS / AC MR EOS Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum September Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 5 Koordinaten (Swisstopo) X = 697 Y = 7935 Fahrbahn Richtung Sion Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Turtmann AC MR EOS Einbau.5 Jahre Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Tex tur-wellenlänge [mm] Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Lärm-Frequenzspektrum [Hz] AC MR EOS (September 8)

26 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 6 Abb. Turtmann VS / AC MR Famsa Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum September Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 5 Koordinaten (Swisstopo) X = 665 Y = 787 Fahrbahn Richtung Sion Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Turtmann AC MR Famsa 7 Einbau.5 Jahre 6 Jahr Jahre 5 3 Jahre Jahre 3 Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Tex tur-wellenlänge [mm] Lärm-Frequenzspektrum [Hz] AC MR Famsa (September 8)

27 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 7 Abb. Sargans SG / AC MR Gasperini Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum September Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 67 Koordinaten (Swisstopo) X = 79 Y = 89 Fahrbahn Richtung Sargans Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Sargans AC MR Ga Einbau.5 Jahre Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Tex tur-wellenlänge [mm] Lärm-Frequenzspektrum [Hz] AC MR Gasperini (September 8)

28 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 8 Abb. 3 Sargans SG / AC MR 8 EOS Gummigranulat Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum September Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 67 Koordinaten (Swisstopo) X = 7597 Y = 38 Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Sargans AC MR 8 EOS Gu Einbau.5 Jahre Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Tex tur-wellenlänge [mm] Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Lärm-Frequenzspektrum [Hz] AC MR 8 EOS Gummigranulat (September 8)

29 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 9 Abb. Zuchwil SO / AC MR 8 EOS Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum August Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 89 Koordinaten (Swisstopo) X = 699 Y = 8 Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Zuchwil AC MR 8 EOS Einbau.5 Jahre Jahr Jahre Jahre(gerein.) 3 Jahre Jahre Tex tur-wellenlänge [mm] Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Lärm-Frequenzspektrum [Hz] AC MR 8 EOS (August 8)

30 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 3 Abb. 5 Leuggern AG / PA 8 Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum Mai Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) Koordinaten (Swisstopo) X = Y = 697 Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Leuggern PA 8 Einbau Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Tex tur-wellenlänge [mm] Lärm-Frequenzspektrum [Hz]

31 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 3 Abb. 6 Leuggern AG / SPA 8 Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum Mai Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) Koordinaten (Swisstopo) X = Y = 6969 Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Leuggern SPA 8 Einbau Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Tex tur-wellenlänge [mm] Lärm-Frequenzspektrum [Hz]

32 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 3 Abb. 7 Leuggern AG / MA 8 Abstreuung / Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum Mai Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) Koordinaten (Swisstopo) X = Y = Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Leuggern MA 8 ch / Einbau Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Tex tur-wellenlänge [mm] Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Lärm-Frequenzspektrum [Hz]

33 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 33 Abb. 8 Leuggern AG / MA 8 Abstreuung 3/6 Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum Mai Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) Koordinaten (Swisstopo) X = Y = 6975 Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Leuggern MA 8 ch 3/6 Einbau Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Tex tur-wellenlänge [mm] Lärm-Frequenzspektrum [Hz]

34 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 3 Abb. 9 Sargans SG / AC Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum September Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 67 Koordinaten (Swisstopo) X = 759 Y = 89 Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Sargans AC Einbau.5 Jahre Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Tex tur-wellenlänge [mm] Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Lärm-Frequenzspektrum [Hz]

35 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 35 Abb. 3 Sessa TI / AC Leca Situationsplan der Pilotstrecke Einbaujahr Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 86 Koordinaten (Swisstopo) X = 7633 Y = 9539 Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Sessa AC Leca Jahre.5 Jahre 3 Jahre Jahre 5 Jahre 6 Jahre Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Tex tur-wellenlänge [mm] Lärm-Frequenzspektrum [Hz] AC Leca (September 8)

36 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 36 Abb. 3 Bellinzona TI / AC Leca Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum Juli Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) 98 Koordinaten (Swisstopo) X = 7387 Y = 8 Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters eff. Rauhigkeitstiefe [um Bellinzona AC Leca Einbau.5 Jahre Jahr Jahre 3 Jahre Jahre Tex tur-wellenlänge [mm] Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] 3 LAmax [dba] Lärm-Frequenzspektrum [Hz] 35 5 AC Leca (September 8)

37 Lärmarme Strassenbeläge innerorts 37 Abb. 3 Gurmels FR / Wecophone 6 Situationsplan der Pilotstrecke Einbaudatum Juni 3 Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV SN 6 5a) Koordinaten (Swisstopo) X = 58 Y = 936 Texturspektrum, Lärmreduktion und Lärm-Frequenzspektrum in Abhängigkeit des Belagsalters Grossgurmels Weco 6 eff. Rauhigkeitstiefe [um Jahr.5 Jahre Jahre 3 Jahre Jahre 5 Jahre Modellabw. STL86+ nur PW, Temp.korr. [dba] LAmax [dba] Tex tur-wellenlänge [mm] Lärm-Frequenzspektrum [Hz]