Lärmsanierung, Lärmvorsorge im Straßenverkehr Umsetzung in der Praxis

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1 Lärmsanierung, Lärmvorsorge im Straßenverkehr Umsetzung in der Praxis Dr.-Ing. Christoph Dröge Dipl.-Ing. Stefan Ehlert, Dipl.-Ing. Sascha Klinkhart 1 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Übersicht: + Lärmentstehung: Mechanismus Reifen Fahrbahn Geschwindigkeitsabhängigkeit + Lärmkataster + Lärmarme Fahrbahnbeläge: OPA (Standard) PMA, DSH-V + Kosten 2 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

2 Lärmentstehung Entstehungsmechanismen der Reifen-Fahrbahn-Geräusche Anteile der verschiedenen Mechanismen am Gesamtgeräusch sind geschwindigkeitsabhängig Mechanische Schwingungen Air Pumping Schalltrichtereffekt Maßgebender Einfluss: Oberflächenstruktur Textur 3 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Quelle: MüllerBBM Lärmentstehung Günstige Textur zur Reduzierung von Reifen-Fahrbahn- Geräuschen Plateaus mit Schluchten Extreme Texturausprägung bedingt Hohlräume in der Asphaltschicht Offenporiger Asphalt (22 Vol.-% Hohlräume) Zusätzlicher Effekt Schallabsorption Konkave Oberfläche (Plateau mit Schluchten) Querprofilschnitt einer Asphaltdeckschicht 4 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Quelle: Radenberg 2

3 Lärmentstehung Ermittlung der Textur: Quelle: Batolomaeus 5 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Lärmentstehung Geschwindigkeitsabhängigkeit der Geräuschanteile: PKW-Reifen reagieren im Reifen-Fahrbahn-Kontakt anders als LKW-Reifen Innerorts bis ca. 60 km/h feine Textur für PKW-Reifen günstig (kleines Größtkorn) Reifenschwingungen spielen größere Rolle Außerorts ab ca. 60 km/h Air-pumping Einfluss nimmt zu Korrekturwerte gemäß den Richtlinien für den Lärmschutz, Ausgabe 1990 (inkl. Ergänzungen durch ARS en): D StrO gelten erst ab v > 60 km/h 6 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

4 Lärmentstehung Geschwindigkeitsabhängigkeit der Geräuschanteile 7 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Lärmmessung Messungen des Reifen-Fahrbahn-Geräusches: Fernfeldmethode Statistischer Vorbeifahrtpegel (SPB) Nahfeldmethode Close Proximity Method (CPX) Innerorts: Backing Board Methode 8 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

5 Lärmmessung Fernfeldmethode Statistischer Vorbeifahrtpegel (SPB) Grundlage für den Korrekturwert D StrO Differenz des gemessenen Pegels zu Beurteilungspegel Beurteilungspegel 85,2 db(a) (PKW bei 120 km/h) Referenzbelag gewalzter Gussasphalt Mehrere Messungen durch BASt erforderlich Gleicher Belagstyp, verschiedene Baulose Messung dort an ausgesuchtem Einzelort Zuteilung D StrO erfolgt durch Bundesverkehrsministerium und Umweltministerium 9 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Lärmmessung Messungen des statistischen Vorbeifahrtpegels nach ISO DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Quelle: TÜV Nord 5

6 Lärmmessung Nahfeldmethode Close Proximity Method (CPX) Relativvergleiche Gleichmäßigkeit des Reifen-Fahrbahn-Geräusches Veränderungen des Schalldruckpegels über mehrere Jahre Vergleiche von Deckschichten des gleichen Typs Messung der gesamten Strecke Voraussetzung für Vergleichbarkeit von Messwerten Messungen müssen mit Reifenkollektiven des gleichen Typs durchgeführt worden sein 11 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Lärmmessung Nahfeldmethode Close Proximity Method (CPX) nach ISO Quelle: MüllerB Quelle: MüllerBBM 12 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

7 These und Konfliktfeld: Ebenheit steht in Zusammenhang mit Lärmwirkung 13 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Unterschiedliche Diskussionsebenen: Ebenheit: Entwicklungen EN Teil 7: Ersatz der 4m Latte durch die europ. 3m Latte Umsetzung? Auswirkung? Bildquelle: Dirk Ebersbach, Lehmann+Partner Karen Scharnigg, BASt 14 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

8 Ebenheit steht in Zusammenhang mit Lärmwirkung Längsebenheit SMA 0/8 LA Pegelverlauf bei 80 km/h Pegelverlauf bei 100 km/h SMA 0/8 LA Belagswechsel Brückenbelag Belagswechsel 15 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE These und Konfliktfeld: Lärmwirkung gewinnt an Bedeutung 16 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

9 Übersicht: + Lärmentstehung: Mechanismus Reifen Fahrbahn Geschwindigkeitsabhängigkeit + Lärmkataster + Lärmarme Fahrbahnbeläge: OPA (Standard) PMA, DSH-V + Kosten 17 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Lärmkataster NRW Zustandsdaten Streckenbild Oberflächenbild Karte 18 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

10 Lärmkataster NRW db(a) Pegelminderung Deckschichtart -5 DStrO Offenporiger Asphalt mit Größtkorn 8 mm -4 DStrO Offenporiger Asphalt mit Größtkorn 11 mm - 3 bis DStrO 0 DStrO Bautechnische Bewertung DSH-V 5 (Dünne Schicht im Heißeinbau auf Versiegelung mit Größtkorn 5 mm) PMA 5 LA (Offenporiger Gussasphalt mit Größtkorn 5 mm) SMA 5 S (Splittmastixasphalt mit Größtkorn 5 mm) SMA 8 LA (lärmtechnisch verbesserter Splitmastixasphalt mit Größtkorn 8 mm) Splittmastixasphalt mit Größtkorn 8 oder 11 mm Asphaltbeton mit Größtkorn 11 mm Waschbeton mit Größtkorn 8 oder 11 mm Betone mit einer Jutetuch-Struktur lärmtechnisch verbesserter Gussasphalt, Abstreusplitt mit Größtkorn 3 o. 4 mm gewalzter Gussasphalt, Abstreusplitt mit einem Größtkorn 5 oder 8 mm Sonstige Asphaltbauweisen + 1 DStrO Betone mit einer Stahlbesenquerstrich-Struktur + 2 DStrO Sonstige Betone Geriffelter Gussasphalt + 3 DStrO Pflaster mit ebener Oberfläche + 6 DStrO Sonstiges Pflaster Analyse der vorhandenen Aufbaudaten und Zuordnung von Pegelminderungen 19 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Lärmkataster NRW Hauptgruppen der Fahrbahnlängenanteile BAB in NRW nach Lärmwirkung: ~ 0 db (A) 44 [%] - 2 db (A) 49 [%] - 5 db (A) 3 [%] 20 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

11 These und Konfliktfeld: Lärmwirkung gewinnt an Bedeutung 21 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Übersicht: + Lärmentstehung: Mechanismus Reifen Fahrbahn Geschwindigkeitsabhängigkeit + Lärmkataster + Lärmarme Fahrbahnbeläge: OPA (Standard) PMA, DSH-V + Kosten 22 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

12 Offenporige Asphaltdeckschicht Hoher Hohlraumgehalt Im Neuzustand mind. 22 Vol.-% Besondere Mischgutrezeptur / Einkorngemisch 23 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Offenporige Asphaltdeckschicht 24 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

13 Offenporige Asphaltdeckschicht Regenwasser fließt innerhalb der Schicht ab OPA Abdichtung Binderschicht Querneigung 25 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE OPA auf Gußasphalt, OPA MA Einbau OPA: Vollsperrung einer FR Einbau Heiß an Heiß 26 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

14 OPA MA auf 8 Fahrstreifen der BAB 3 Fragestellung OPA 0/8 Gussasphalt Asphaltbinder 5,0 2,0 8,0 Frostschutzschicht Asphalttragschicht 22,0 [cm] Verkehrsbelastung ca Kfz/d Anteil Schwerverkehr ca. 13 % 27 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Offenporige Asphaltdeckschicht Entwässerung am Beispiel der BAB 3 bei Köln Große Einbaudicken des OPA erfordern zusätzliche Entwässerungsmaßnahmen Freier Rand kann Sicherheitsrisiko darstellen Ausbildung mit Kastenrinne (Monoblock-Rinne) Kastenrinne mit seitlichen Zuläufen Kastenrinne 50 cm OPA 0/8 OPA 0/16 Gussasphalt Asphalttragschicht Abdichtung Gussasphalt Asphaltbinderschicht 30 cm Fugenverguss 28 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

15 Offenporige Asphaltdeckschicht Entwässerung am Beispiel der BAB 3 bei Köln 29 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Offenporige Asphaltdeckschicht Entwässerung am Beispiel der BAB 3 bei Köln Ausbildung mit Kastenrinne (Monoblock-Rinne) Funktionstest mit l Wasser 30 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

16 Offenporige Asphaltdeckschicht Schalldruckpegel in db(a) 104 Messort: A 3, Autobahnring Köln in Richtung Norden Pegelverlauf bei 100 km/h Pegelverlauf bei 80 km/h OPA 0/8 5,0 cm 97 SMA OPA 0/8 Bj. 9/ ,5 135,0 135,5 136,0 136,5 137,0 137,5 Streckenkilometer in Richtung Norden 31 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Alltag bei Straßen.NRW: Bauen im Bestand BAB Netz NRW Stand Mit Tages-und Dauerbaustellen Quelle: NWSIB 32 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

17 Alltag bei Straßen.NRW: Stau BAB Netz NRW Stand Mit tagesaktuellen Staubereichen Quelle: Verkehrsinfo.NRW 33 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Innovation: Beläge mit niedriger Lärmwirkung Erfahrungen mit der Lärmwirkung neuer Beläge: Günstige Oberflächentextur Plateau mit Tälern Homogene Textur Bei Vorprofilierung gute Ebenheit Erhaltung: Deutlich besser als Vorher In RLS 90 nicht genannt mindestens SMA (- 2 db(a)) 34 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

18 Innovation: Beläge mit niedriger Lärmwirkung Funktionsweise PMA: feinkörniger, bindemittelreicher Mörtel setzt sich im unteren Bereich der Schicht ab; dadurch Abdichtung Oberfläche verbleibt OPA-ähnlich offenporig Anwendung PMA: 2009: AK Neersen, Seitdem: A 30, A4, A553 sowie in Kommunen, anderen BL und in der Forschung konsequent weitere Anwendung 35 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Innovation: Beläge mit niedriger Lärmwirkung 36 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

19 Innovation: Beläge mit niedriger Lärmwirkung Lärmindernd: Im Mittel: 92,6 db(a) bei 80 km/h 37 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Innovation: Beläge mit niedriger Lärmwirkung Entwicklung der Lärmminderung Offenporiger Asphalte über einen Nutzungszeitraum von acht Jahren -8 db(a) Niveau der Lärmminderung im Neuzustand -5 db(a) Reduzierung der Wirksamkeit durch Verschmutzung Zugesichertes Niveau der Lärmminderung (Offenporiger Asphalt PA 8) Erwarteter Nutzungszeitraum 8 Jahre Neuzustand 8 Jahre 38 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

20 Innovation: Beläge mit niedriger Lärmwirkung Funktionsweise DSH-V: Versiegelung der Unterlage mit polymermodifizierter Bitumenemulsion Darauf ca. 2 cm Asphaltdeckschicht ( AC / SMA ) Versiegelung und Mischguteinbau in einem Arbeitsgang Anwendung DSH-V: Seit 1990, in NRW vereinzelt bei Anforderungen an Schichtdicke oder Lärmschutz, NA des AN Aufgrund neuer Fertigertechnik verstärkt, 2012: A44/A45 39 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Motoren: Industrie u. Land SA Innovation: Beläge mit niedriger Lärmwirkung Bild: Vögele AG 40 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

21 Innovation: Beläge mit niedriger Lärmwirkung Bild: Asphalta 41 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Erfahrungen mit der Lärmwirkung innovativer Bauweisen: Aktueller Stand: - 3 bis - 4 db(a) gegenüber Referenzbelag RLS 90 Dabei: verfahrenssicher, dauerhaft, kostenverträglich Jedoch keine rechtswirksame Anerkennung 42 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

22 Übersicht: + Lärmentstehung: Mechanismus Reifen Fahrbahn Geschwindigkeitsabhängigkeit + Lärmkataster + Lärmarme Fahrbahnbeläge: OPA (Standard) PMA, DSH-V + Kosten 43 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Kosten Übersicht zu den Finanzmitteln: Generell /a für Bau u. Erhaltung z.zt. sinkend steigende Ausgaben für Brückenerhaltung Kosten Erhaltung OPA sind Ewigkeitskosten Tendenz: Weniger finanzielle Möglichkeiten Langfristig sinnvoll: Lärmarme Bauweisen mit geringen Bau- und Unterhaltskosten sowie langer Lebensdauer 44 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

23 Kostenvergleich Anhaltswerte! SMA MA L OPA PMA DSH-V Wand Tunnel db (A) /4-3/4 > 5!!! /m² ~450 ~ Lebensdauer ? 12? Kosten 25 J o o Verfahrenssicherheit ? Substanzschutz o o Marktverfügbarkeit Stau wg. Baustelle DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE

24 47 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE Danke für Ihre Aufmerksamkeit. 48 DAV Dr.-Ing. Christoph Dröge GE