Die neuen Empfehlungen für lärmoptimierte Asphaltdeckschichten

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1 Die neuen Empfehlungen für lärmoptimierte Asphaltdeckschichten, TPA GmbH

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4 Verkehrslärm Verkehrslärm jedoch beeinträchtigt das Leben vieler Menschen, wie eine Umfrage im Jahr 2012 mit ca Teilnehmern zum Umweltbewusstsein Deutschland zeigt. 54 Prozent der deutschen Bevölkerung fühlen sich vom Straßenverkehrslärm gestört oder belästigt.

5 Verkehrslärm kann gemessen werden oder alternativ auch berechnet werden, wie z.b. in Lärmkarten, wie diese nach EU Umgebungsrichtlinie für Großstädte und Ballungsgebiete erstellt werden müssen

6 Lärmbelastungskataster Bayern Zur Vermeidung gesundheitlicher Risiken sollten 65 db(a) tags beziehungsweise 55 db(a) nachts nicht überschritten werden (Minimalziel).

7 Lärmkartierung 2012 im innerstädtischen Bereich von Chemnitz Quelle: Stadt Chemnitz

8 Möglichkeiten der Lärmminderung

9 Möglichkeiten der Lärmminderung Quelle: ABD N BAB A3 Frankfurt Würzburg: Einhausung Hösbach

10 Möglichkeiten der Lärmminderung Bauweisen nach ZTV Asphalt mit lärmmindernden Straßenoberflächen aus Asphalt nach RLS 90: Asphaltbeton < 11 ohne Absplittung SMA 8 oder 11 ohne Absplittung MA 5 oder 8 mit Abstreuung 2/3 oder 2/4 PA 11 PA 8 D StrO Korrekturwerte gelten für Außerortsstraßen mit Höchstgeschwindigkeiten > 60 km/h - 2 db(a) - 2 db(a) - 2 db(a) - 4 db(a) - 5 db(a) (Referenzwert D StrO = 0 : Fahrbahnoberfläche aus nichtgeriffeltem Gussasphalt)

11 Bauweisen nach ZTV Asphalt mit lärmmindernden Straßenoberflächen aus Asphalt nach RLS 90: Asphaltbeton < 11 ohne Absplittung SMA 8 oder 11 ohne Absplittung MA 5 oder 8 mit Abstreuung 2/3 oder 2/4 PA 11 PA 8 D StrO Korrekturwerte gelten für Außerortsstraßen mit Höchstgeschwindigkeiten > 60 km/h - 2 db(a) - 2 db(a) - 2 db(a) - 4 db(a) - 5 db(a) (Referenzwert D StrO = 0 : Fahrbahnoberfläche aus nichtgeriffeltem Gussasphalt)

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13 Merkblatt für Asphaltdeckschichten aus Offenporigem Asphalt (M OPA) 3 Anwendung Im kommunalen Bereich i.d.r. kein Einsatz von OPA

14 Offenporiger Asphalt hervorragende Lärmminderung von mind. 5 db(a) über die gesamte Nutzungsdauer, aber Mehrkosten u.a. durch erhöhte Anforderungen an Gesteinskörnungen PSV angegeben (54), SI 15, C 100/0 Verwendung eines höher polymermodifiziertem Bitumens 40/ erhöhte Anforderungen an die Entwässerung Abdichtung der Unterlage (Schutz der Asphaltbinderschicht) erhöhte Winterdienstaufwendungen Verkürzte Nutzungsdauer ( ca. 8 bis 10 Jahre) durch Hohlraumgehalt von Vol.-% in der Schicht Langfristige Mehrkosten bezogen auf kürzere Erhaltungsintervalle mind. 50 /m² gegenüber einer Deckschicht aus Splittmastixasphalt

15 Bauweisen nach ZTV Asphalt mit lärmmindernden Straßenoberflächen aus Asphalt nach RLS 90: Asphaltbeton < 11 ohne Absplittung SMA 8 oder 11 ohne Absplittung MA 5 oder 8 mit Abstreuung 2/3 oder 2/4 PA 11 PA 8 D StrO Korrekturwerte gelten für Außerortsstraßen mit Höchstgeschwindigkeiten > 60 km/h - 2 db(a) - 2 db(a) - 2 db(a) - 4 db(a) - 5 db(a) (Referenzwert D StrO = 0 : Fahrbahnoberfläche aus nichtgeriffeltem Gussasphalt)

16 Bauweisen nach ZTV Asphalt mit lärmmindernden Straßenoberflächen aus Asphalt nach RLS 90: Asphaltbeton < 11 ohne Absplittung SMA 8 oder 11 ohne Absplittung MA 5 oder 8 mit Abstreuung 2/3 oder 2/4 PA 11 PA 8 D StrO Korrekturwerte gelten für Außerortsstraßen mit Höchstgeschwindigkeiten > 60 km/h - 2 db(a) - 2 db(a) - 2 db(a) - 4 db(a) - 5 db(a) (Referenzwert D StrO = 0 : Fahrbahnoberfläche aus nichtgeriffeltem Gussasphalt) Weitere Bauweisen mit lärmmindernden Oberflächen ohne D StrO -Wert DSH-V 5 DSH-V 8 SMA 8 LA SMA 5 LA AC 5 D LOA

17 Bauweisen nach ZTV Asphalt mit lärmmindernden Straßenoberflächen aus Asphalt nach RLS 90: Asphaltbeton < 11 ohne Absplittung SMA 8 oder 11 ohne Absplittung MA 5 oder 8 mit Abstreuung 2/3 oder 2/4 PA 11 PA 8 D StrO Korrekturwerte gelten für Außerortsstraßen mit Höchstgeschwindigkeiten > 60 km/h - 2 db(a) - 2 db(a) - 2 db(a) - 4 db(a) - 5 db(a) (Referenzwert D StrO = 0 : Fahrbahnoberfläche aus nichtgeriffeltem Gussasphalt) Weitere Bauweisen mit lärmmindernden Oberflächen ohne D StrO -Wert DSH-V 5 DSH-V 8 SMA 8 LA SMA 5 LA AC 5 D LOA

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19 FGSV Arbeitskreis Innovationen Erarbeitung von Empfehlungen für LOA D und SMA LA Die Empfehlungen basieren u.a. auf Ergebnissen der Datensammlung über Baumaßnahmen mit LOA D und SMA LA Untersuchungen zur Mischgutkonzeption LOA D und SMA LA Untersuchungen zur Lebensdauerabschätzung von SMA 8 LA Schalltechnische Untersuchungen von LOAD und SMA LA

20 FGSV Arbeitskreis Innovationen Datensammlung lärmarmer Asphaltdeckschichten LOA D und SMA LA zur Erfahrungssammlung und Datenauswertung Excelliste Datenblatt zur Erfassung der Baumaßnahmen mit lärmarmen Asphaltdeckschichten Baumaßnahme Bundesland Einbauort/Abschnitt Straßenart (BAB, Bundesstraße, Stadtstraße etc.) Baujahr Monat Auftraggeber Ansprechpartner Auftragnehmer Deckschicht alt: (AC D, SMA, Pflaster, etc.) Deckschicht neu - Mischgutart SMA 8 LA SMA 5 LA LOA 5 D x x x Unterlage Unterlage Bestand - Mischgutart Unterlage neu hergestellt - Mischgutart Schichtenverbund/Abdichtung Vorspritzmenge Bindemittelart und -sorte g/m² Südhessisches Asphalt-Seminar, Dipl.-Ing. Kerstin Gärtner

21 Ergebnisse zum Ermüdungsverhalten Prüfverfahren: Spaltzug-Schwellversuch nach AL Sp-Asphalt 09 Aufstellung der Ermüdungsfunktionen y = 1,8557x -5,6326 R² = 0, y = 5,2941x -4,2050 R² = 0,9706 Lastwechselzahl N Makro OPA SMA LA 100 0,010 0,100 1,000 elastische Anfangsdehnung [promille] Quelle: GfS Dresden Quelle: GfS Dresden

22 Ergebnisse zur Lebensdauerabschätzung 180% 160% 162% Nutzungsdauer (normiert) [%] 140% 120% 100% 80% 60% 40% 100% 20% 0% SMA LA SMA LA OPA OPA Quelle: GfS Dresden

23 Schalltechnische Untersuchungen LOA D und SMA LA Statistische Vorbeifahrtmessung - SPB Texturmessungen Rollgeräuschmessung - CPX Foto : TÜV Nord

24 Ergebnisse der Rollgeräuschmessung A3 Bj Unterschied zu 106 Gussasphalt alt Verlauf der Rollgeräuschpegel auf der A 3 bei Velburg SRTT, 100 km/h Mittelwert bei 100 km/h SRTT, 80 km/h Mittelwert bei 80 km/h Belagsgrenzen SPB-Messort Unterschied zu SMA 8 S 103 Schalldruckpegel in db(a) SMA, Bj Vel 2 SMA 8 S-LA, Bj Vel 1 Verkehrsführung im Baustellenbereich auf G egenfahrbahn S treckenkilometer in R ichtung Nürnberg Quelle: TÜV Nord

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26 Empfehlungen für lärmtechnisch optimierte Asphaltdeckschichten Inhalte: Hinweise zur Planung von Baumaßnahmen Baugrundsätze Ausführung Anforderungen an das Asphaltmischgut Herstellen Grenzwerte und Toleranzen Betriebliche Erhaltung Prüfungen

28 Empfehlungen für lärmtechnisch optimierte Asphaltdeckschichten Inhalte: Hinweise zur Planung von Baumaßnahmen Für lärmmindernde Wirkung sollte längerer zusammenhängender Abschnitt mit stetigem Verkehrsfluss gewählt werden Hohe Ebenheit der Asphaltdeckschicht erforderlich Positive Erfahrungen bei zulässigen Höchstgeschwindigkeiten von > 50 km/h LOA D und SMA LA sind nicht geeignet in Bereichen mit hohen Schub- und Torsionsbeanspruchungen LOA D und SMA LA sind nicht geeignet in Verkehrsflächen mit vielen Einbauten Wenn keine Erfahrungen vorliegen, wird Ausführung eines Probefeldes empfohlen Zur Vermeidung von Verschmutzungen und mechanischer Beanspruchungen sollten Nacharbeiten vor dem Einbau abgeschlossen sein

29 Inhalte: Hinweise zur Planung von Baumaßnahmen Zweckmäßige Asphaltmischgutarten und -sorten zulässige Höchstgeschwindigkeit [km/h] 30 < zul. v max < zul. v max 80 zul. v max > 80 Asphaltmischgutart und -sorte AC 5 D LOA SMA 5 LA AC 5 D LOA SMA 5 LA SMA 8 LA SMA 8 LA Für Asphaltdeckschichten aus AC 5 D LOAD und SMA LA sind bisher keine Korrekturwerte für die Straßenoberfläche D StrO festgelegt. Abgeleitet aus den bisherigen Erkenntnissen können mit Diesen lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschichten signifikante Schalldruckpegelminderungen erreicht werden.

31 Baugrundsätze - Unebenheiten der Unterlage innerhalb einer 4 m langen Messstrecke max. 4 mm - Bei größeren Baulosen Einsatz eines Beschickers. - Walzverdichtung sollte nahe an der Bohle beginnen, da dünne Deckschichten schneller auskühlen. - Verdichtung mit Glattmantelwalzen, Gesamtgewicht 6 bis 13 t - Verdichtung sollte bei Temperatur in der Asphaltschicht von 100 C abgeschlossen sein - Empfohlen wird Probemischung an der Mischanlage und Ausführung eines Probefeldes im Baustellenbereich. Asphaltdeckschichten aus AC 5 D LOAD und SMA LA werden nicht abgestumpft, um die Oberflächentextur nicht nachteilig zu verändern.

32 Ausführung Anforderungen an das Asphaltmischgut AC 5 D LOA Bindemittel: 25/55-55 Mindest-Bindemittelgehalt: 5,8 M.-% Asphaltmischgut: Min. Hohlraumgehalt MPK: 4,0 Vol.-% Max. Hohlraumgehalt MPK: 6,0 Vol.-%

33 Ausführung Als Unterlagen können Asphaltbinderschichten nach TL Asphalt-StB oder Asphaltbinderschichtkonzepte (nach den "Hinweisen für die Planung und Ausführung von Alternativen Asphaltbinderschichten" (H AlABi)) vorgesehen werden. Ziel sollte eine homogene und gleichmäßig geschlossene Oberfläche sein. Das Ansprühen der Unterlage erfolgt nach ZTV Asphalt 07/13, Tab. 7 und 8. Anforderung an die Asphaltdeckschicht Schichteigenschaften für die Asphaltmischgutsorte AC 5 D LOA Einbaudicke cm 2,0 bis 2,5 Verdichtungsgrad % 97,0 Hohlraumgehalt Vol.-% 4,0 bis 9,0 Ebenheit (4 m Messstrecke) mm 3

34 Ausführung Anforderungen an das Asphaltmischgut SMA 8 LA SMA 5 LA Bindemittel: 40/100-65, 45/80-50 Mindest-Bindemittelgehalt: 6,6 M.-% Bindemittelträger: > 0,3 M.-% Asphaltmischgut: Min. Hohlraumgehalt MPK: 9,0 Vol.-% Max. Hohlraumgehalt MPK: 11,0 Vol.-% Bindemittel: 40/100-65, 45/80-50 Mindest-Bindemittelgehalt: 7,0 M.-% Bindemittelträger: > 0,15 M.-% Asphaltmischgut: Min. Hohlraumgehalt MPK: 9,0 Vol.-% Max. Hohlraumgehalt MPK: 11,0 Vol.-%

35 Ausführung Als Unterlagen können Asphaltbinderschichten nach TL Asphalt-StB oder Asphaltbinderschichtkonzepte (nach den "Hinweisen für die Planung und Ausführung von Alternativen Asphaltbinderschichten" (H AlABi)) vorgesehen werden. Ziel sollte eine homogene und gleichmäßig geschlossene Oberfläche sein. Aufgrund des Hohlraumgehaltes der Asphaltdeckschichten aus SMA LA sollte der Hohlraumgehalt der Asphaltbinderschicht max. 5,5 Vol.-% betragen. Gute Erfahrungen liegen mit Asphaltbinder SMA 16 B S vor. Das Ansprühen der Unterlage erfolgt mit polymermodifizierter Bitumenemulsion C60BP4-S. Um die Unterlage vor eindringendem Wasser zu schützen, sollte Die Ansprühmenge gegenüber den Vorgaben der ZTV Asphalt auf g/m² Erhöht werden.

36 Ausführung Anforderung an die Asphaltdeckschicht Schichteigenschaften für die Asphaltmischgutsorte SMA 8 LA SMA 5 LA Einbaudicke cm 2,5 bis 4,0 2,0 bis 3,0 Verdichtungsgrad Vol.-% > 97,0 > 97,0 Hohlraumgehalt Vol.-% 9,0 bis 14,0 9,0 bis 14,0 Ebenheit (4 m - Messstrecke) mm 3 3

37 Empfehlungen für lärmmindernde Asphaltdeckschichten Inhalte: Hinweise zur Planung von Baumaßnahmen Baugrundsätze Ausführung Anforderungen an das Asphaltmischgut Herstellen Grenzwerte und Toleranzen Betriebliche Erhaltung Prüfungen

38 Anwendung

39 Anwendung: Der erste Schritt beginnt im K O P F!!! Auswahl nach: Einsatzort Dauerhaftigkeit Lärmpegelminderungsvermögen Verkehrszusammensetzung Geschwindigkeitsniveau Unterhaltungsfreundlichkeit Klimatische Bedingungen Wirtschaftlichkeit

40 Lärmverursacher

41 Lärmverursacher

42 Straßenzustand

43 Anwendung: Der erste Schritt beginnt im K O P F!!! Auswahl nach: Einsatzort

44 Anwendung: Der erste Schritt beginnt im K O P F!!! Auswahl nach: Asphaltdeckschichten aus AC D LOA und SMA LA sind nicht geeignet in Bereichen mit hohen Schub- und Torsionsbeanspruchungen, z.b. Bereiche mit starkem Wendeverkehr, Straßenabschnitten mit engen Radien, in Bereichen mit starkem Abbiege- und Wendeverkehr und in Busbuchten Einsatzort

45 Anwendung: Der erste Schritt beginnt im K O P F!!! Auswahl nach: zulässige Höchstgeschwindigkeit [km/h] 30 < zul. v max < zul. v max 80 zul. v max > 80 Asphaltmischgutart und - sorte AC 5 D LOA SMA 5 LA AC 5 D LOA SMA 5 LA SMA 8 LA SMA 8 LA Geschwindigkeitsniveau

46 Anwendung: Der erste Schritt beginnt im K O P F!!! Auswahl nach: Verkehrszusammensetzung

47 Anwendung: Der erste Schritt beginnt im K O P F!!! Auswahl nach: Klimatische Bedingungen

48 Anwendung: Der erste Schritt beginnt im K O P F!!! Auswahl nach: Einsatzort Verkehrszusammensetzung Geschwindigkeitsniveau Klimatische Bedingungen

49 Anwendung: Der erste Schritt beginnt im K O P F!!! Auswahl nach: Einsatzort Dauerhaftigkeit Lärmpegelminderungsvermögen Verkehrszusammensetzung Geschwindigkeitsniveau Unterhaltungsfreundlichkeit Klimatische Bedingungen Wirtschaftlichkeit

50 Anwendung: Der erste Schritt beginnt im K O P F!!! Auswahl nach: Einsatzort Dauerhaftigkeit Verkehrszusammensetzung Geschwindigkeitsniveau Klimatische Bedingungen

51 Erste Erfahrungen mit SMA LA hinsichtlich Dauerhaftigkeit Situation nach 2 3 Jahren SMA LA auf Asphaltbinder 0/22 S, Bj Durchbrüche Wasseraustrittsstellen

52 Schadensursachen Bisher Ausführung einer Asphaltbinderschicht mit Größtkorn 22 mm für hohe Verformungsbeständigkeit bei Wärme Nachteile: Entmischungsneigung durch geringere Gleichmäßigkeit und Homogenität über den gesamten Herstellungsprozess Hohlraumreichere Schicht als die darunterliegende Tragschicht mit der Folge von Wasserzutritten (wasserführend/dränierend) Binderschicht Deckschicht Quelle: ABD Nordbayern

53 Konventionelle Asphaltbinder sind oftmals hohlraumreicher als die darunterliegende Asphalttragschicht Wasser Wasser o Abdichten des oberen Fahrbahnrandes offene Asphaltbinderschicht

54 Empfehlungen - E LA D Unterlage: LOA D und SMA LA: Als Unterlagen können Asphaltbinderschichten nach TL Asphalt-StB oder Asphaltbinderschichtkonzepte (nach den "Hinweisen für die Planung und Ausführung von alternativen Asphaltbinderschichten" (H AlABi)) vorgesehen werden. Ziel sollte eine homogene und gleichmäßig geschlossene Oberfläche sein. Zusatz SMA LA: Aufgrund des Hohlraumgehaltes der lärmmindernden Asphaltdeckschicht aus SMA LA sollte der Hohlraumgehalt der Asphaltbinderschicht maximal 5,5 Vol.-% betragen. Gute Erfahrungen liegen mit Splittmastixbinder SMA 16 B S vor.

55 Alternative Asphaltbinderkonzepte Splittmastixbinder Alternativen zu Bindern nach den TL Asphalt-StB stetig gestufte Asphaltbinder Extrapolation des Splittmastixprinzips Ausfallkörnung; erhöhter Grobkornanteil (weniger 8/11, mehr 11/16) Erhöhter Mörtelanteil zum Ausfüllen von Hohlräumen Mehr Bindemittel (bis zu 1 M-% mehr) Mehr Füller (mit Kalksteinmehl) Faserstoffe Hochviskoses polymermodifiziertes Bindemittel, i.d.r. 10/40-65 Anwendung des Fuller-Prinzips, d.h. Möglichst dichte Lagerung des Gesteinskörnungsgemisch (stetiger Verlauf) Erhöhter Anteil an feiner Gesteinskörnung, weniger Grobkorn Mehr Bindemittel (ca. 0,5 M.-% mehr) Bevorzugt mit Kalksteinmehl Polymermodifiziertes Bindemittel, i.d.r. 10/40-65

56 Alternative Asphaltbinderkonzepte Splittmastixbinder Alternativen zu Bindern nach den TL Asphalt-StB stetig gestufte Asphaltbinder Empfehlungen für Eigenschaften Asphaltmischgut / eingebaute Schicht Hohlraumgehalt am MPK 3,0 bis 4,0 Vol.-% Proportionale Spurrinnentiefe kleiner 5 % Verdichtungsgrad 98,0 % Hohlraumgehalt Schicht 1,5 bis 6,0 Vol.-%

57 FGSV Arbeitskreis Innovationen Erarbeitung von Hinweisen

58 Eigenschaften alternativer Asphaltbinderschichten nach H Al Abi: Hohe Verformungsbeständigkeit trotz dichterer Konzeption Verbesserte Ermüdungs- und Alterungsbeständigkeit durch dicke Bindemittelfilme Hohe Prozesssicherheit Unterlage für alle Asphaltdeckschichten Temporäre Befahrbarkeit Geeignet für alle Belastungsklassen Südhessisches Asphalt-Seminar, Dipl.-Ing. Kerstin Gärtner

59 Was tun, wenn die Unterlage nicht mit erneuert werden kann???

60 Geeignete Unterlage???

61 Unterlage: Nacharbeiten erforderlich! Südhessisches Asphalt-Seminar, Dipl.-Ing. Kerstin Gärtner

62 ZTV Asphalt: Das Ansprühen hat so zu erfolgen, dass eine gleichmäßige Verteilungder Bindemittelmenge erreicht wird. Quelle: K. Graf

63 1. Erforderliches Vorarbeiten manuell mit Handverüsung 2. Maschinell mit Rampenspritzgerät

64 Einbau von Asphaltmischgut

65 Aufnahmen mit der Wärmebildkamera Heruntergefallenes Mischgut muss entfernt werden

66 Temperaturverhältnisse nach Fertigerstillstand Verdichtung kritisch in stark abgekühlten Bereichen

67 Anwendung: Der erste Schritt beginnt im K O P F!!! Auswahl nach: Einsatzort Dauerhaftigkeit Lärmpegelminderungsvermögen Verkehrszusammensetzung Geschwindigkeitsniveau Klimatische Bedingungen

68 Lärmkartierung 2012 im innerstädtischen Bereich von Chemnitz Quelle: Stadt Chemnitz

69 Lärmoptimierte Deckschichten in Chemnitz Quelle: Stadt Chemnitz

70 Praxiserfahrungen Hechtstraße in Dresden

71 Zusammenfassung Möglichkeiten und Grenzen der Lärmminderung Auswahl nach: Einsatzort Dauerhaftigkeit Lärmpegelminderungsvermögen Verkehrszusammensetzung Geschwindigkeitsniveau Unterhaltungsfreundlichkeit Klimatische Bedingungen Wirtschaftlichkeit

72 Zusammenfassung Für lärmmindernde Wirkung sollte bei einer Fahrbahnsanierung ein längerer zusammenhängender Abschnitt mit stetigem Verkehrsfluss gewählt werden Hohe Ebenheit der Asphaltdeckschicht erforderlich Asphaltbinderschicht ebenfalls mit erneuern! LOA D und SMA LA sind nicht geeignet in Bereichen mit hohen Schub- und Torsionsbeanspruchungen! Lärmpegelmessungen innerorts haben gezeigt, dass mit den Asphaltdeckschichten DSH-V, SMA LA, LOA D, auch innerorts höhere Anfangslärmpegelminderungen erreicht werden können als mit Asphaltdeckschichten aus Asphaltbeton, wobei für Straßen mit überwiegendem PKW- Verkehr eine Asphaltdeckschicht mit einem Größtkorn von 5 mm gewählt werden sollte. Es wird eine akustische Lebensdauer von 3 db(a) erwartet.

73 Zusammenfassung Für Asphaltdeckschichten aus AC D LOA und SMA LA sind bisher keine Korrekturwerte für die Straßenoberfläche D StrO festgelegt. Nach den bisherigen Erfahrungen wird eine Geräuschreduzierung vor allem bei Pkw-Reifen erreicht.

74 Fazit Über Erfahrungssammlungen und weitere Untersuchungen können die lärmmindernde Deckschichten weiter optimiert werden! Die Zusammenarbeit von Verwaltung, Firmen, Hochschulen, Universitäten und Instituten und die Weiterentwicklung der Bauweisen über die Arbeitskreise der FGSV führen zum E R F O L G!

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76 Fragen?