Geräuschmindernde Fahrbahnbeläge auf Strassen in Deutschland

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Karin Möller
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1 Geräuschmindernde Fahrbahnbeläge auf Strassen in Deutschland Thomas Beckenbauer Vor 13 Jahren 2 L AFmax,7.5m,1.2m bei 50 v 120 km/h

2 Sperenberg Befund Rauigkeitstiefe konvexe Texturen Rauigkeitstiefe konkave Texturen 3 4 R, µm Sperenberg Oberflächenanalyse Rauigkeitstiefe konvexe Texturen 4 Wellenlängenverteilun g hängt ab von der Korngrösse 400 R max λ max Rauigkeitstiefe wird bestimmt 0 vom Einbauverfahren λ [mm] λ [mm] ,5 AS 5/8 g=45% AS 3/5 g=45% AS 1/3 g=40% AS 0.5/1 g=51% Rauigkeitstiefe ,5 konkave Texturen 63 SMA 0/11 g=85% SMA 0/8 g=84% AC 0/8 g=91% SMA 0/5 g=91% SMA 0/3 g=90% 125 Entwurfsziele R max = µm λ Rmax = mm abhängi g von g 250 Gestaltfaktor g > 60%

3 16 3, , , Erwartung 5 Konsequente Umsetzung der akustischen Entwurfsziele Engagement der Industrie auf Basis der klaren Vorgaben Entstehung einer Vielzahl neuer Bauweisen Realität Jahrelanger Fokus auf Verbesserung, Erprobung und Umsetzung offenporiger Deckschichten Optimierung bestehender LärmOptimierter dichter Asphalt Bauweisen 5 mm Grösstkorn Engagement der Ruhr-Universität Umwelt-Bochum und Strassenbauverwaltungen LOA 5 D einzige dichte Bauweise, die konsequent auf Basis der akustischen Entwurfsziele entwickelt wird Textur lärmarme Asphaltbauweisen 6 eff. Rauigkeitstiefe Reff. [ m] eff. Rauigkeitstiefe Reff. [µm] g = 40% 250,00,00 160,00 125,00,00 80,00 63,00 50,00 40,00 31,50 25,00 20,00 16,00 12,50 10,00 8,00 6,30 5,00 4,00 3,15 2,50 2,00 1,60 1,25 Rauigkeitswellenlänge λ [mm] MA LA (AS 0/5) g = 62% 250,0,0 160,0 125,0,0 80,0 63,0 50,0 40,0 31,5 25,0 20,0 16,0 12,5 10,0 8,0 6,3 5,0 4,0 3,2 2,5 2,0 1,6 1,3 Rauigkeitswellenlänge λ [mm] SMA 0/8 LA eff. Rauigkeitstiefe Reff. [µm] eff. Rauigkeitstiefe Reff. [µm] CH: AC MR 8+ 0 g = % 250,00,00 160,00 125,00,00 80,00 63,00 50,00 40,00 31,50 25,00 20,00 16,00 12,50 10,00 8,00 6,30 5,00 4,00 3,15 2,50 2,00 1,60 1,25 DSH-V 0/5 Rauigkeitswellenlänge λ [mm] g = 87% 250,00,00,00 160,00 125,00,00 80,00 63,00 50,00 40,00 31,50 25,00 20,00 16,00 12,50 10,00 8,00 6,30 5,00 4,00 3,15 2,50 2,00 1,60 1,25 PA 8 Rauigkeitswellenlänge λ [m m ] g = 73% LOA 5

4 Praxis Typische Befunde innerorts 7 Praxis Typische Befunde Autobahnen 8 v = 80 km/h DSH-V 5 Offenporiger Asphalt (PA 8) PW: anfangs so gut wie PA bei einem Drittel der Kosten aber: LW reagiert nicht breite Streuung der Anfangspegelminderung (4 db) Abnahme um 2 db in 5 Jahren LW reagiert gut Schallabsorption notwendig für Geräuschminderung von LW enge Streuung der Anfangspegelminderung (2 db) Abnahme um 2 db in 8 Jahren Bautechnische Lebensdauer häufig vorher beendet 8

5 9 Praxis Typische Befunde DSH-V 5 Autobahnen Bayern 18 Strecken CPXP, db(a) CPXH, db(a) Fahrstreifen 5* 8* Praxis Typische Befunde 2. Fahrstreifen 10 DSH-V 5 Autobahnen Bayern 18 Strecken CPXP, db(a) CPXH, db(a) 102 5* DSH-V 0/5, 2. Fahrstreifen, v=80 km/h, Reifen D 8* * 8*

6 Praxis Typische Befunde 3. Fahrstreifen 11 DSH-V 5 Autobahnen Bayern 18 Strecken CPXP, db(a) CPXH, db(a) 102 5* * * 8* Praxis Typische Befunde CPXP, db(a) Alter, Jahre nach Einbau CPXP, db(a) 12 Quelle: Autobahndirektion Südbayern, München 0 5 Mio. 10 Mio. 15 Mio. 20 Mio. 25 Mio. Anzahl äquivalenter 10t-Achsüberrollungen

7 Praxis Befunde 13 Streuung der Anfangspegelminderung Grösse der Streuung bauweisenabhängig Verschlechterung der akustischen Wirkung mit der Zeit Mass der Verschlechterung hängt stark von Verkehrsbelastung ab Dadurch altern mehrstreifige Strassen ungleichmässig Verkomplizierung des Erhaltungsmanagements Verschlechterung geht einher mit Texturveränderungen Das gilt für alle Asphaltbauweisen Offenporige Asphalte leiden heute akustisch nicht mehr so sehr unter der Verschmutzung Offenporige Asphalte leiden heute bautechnisch Hohlraumgehalte offenporiger Asphalte sind mit 22 V.% zu hoch! Praxis Konsequenzen Geräuschmindernde Fahrbahnbeläge haben eine Schallschutzfunktion Schallschutzpotential dieser Bauweisen geht jedoch teilweise verloren in den Imperfektionen Das Geräuschminderungspotential ist deshalb nicht sichergestellt, der Schallschutz nicht verlässlich Dies zwingt zur Anwendung des Prinzips der Auslegung ergänzender Schallschutzmaßnahmen auf der sicheren Seite - Schallschutzwände werden höher als nötig Darunter leidet auch die Kosteneffizienz 14

Praxis Ziele Verbesserung der Reproduzierbarkeit schalltechnischer Eigenschaften Wohldefinierte Beschreibung geräuscharmer Texturen Kombination texturoptimierter Oberflächen mit schallabsorbierenden

8 Praxis Ziele Verbesserung der Reproduzierbarkeit schalltechnischer Eigenschaften Wohldefinierte Beschreibung geräuscharmer Texturen Kombination texturoptimierter Oberflächen mit schallabsorbierenden Eigenschaften Verbesserung der akustischen Dauerhaftigkeit Zwei Herausforderungen Bereitstellung geeigneter Materialien zur Realisierung definierter Texturen mit hoher Beständigkeit Herstellung der Deckschicht in wohldefinierter Umgebung 15 Modelle - Rollgeräuschprognose Chalmers Universität Göteborg, Wolfgang Kropp Müller-BBM Sperenberg LeiStra1 LeiStra RATIN ITARI DEUFRAKO

9 Texturdesign LeiStra2 D - 4 ITARI EU Reproduzierbare Texturen Abformung 18 18

10 Reproduzierbare Texturen Abformung Modelltextur Realisierte Textur, 3D Texturmessung Messwert Reproduzierbare Texturen neue Verfahren 20

11 Realisierung L paf [db] v = 80 km/h SMA 0/11 SMA 0/8 SMA 0/5 ITARI-Textur 21 gesamt f T [Hz] Baupraktische Materialentwicklung - Beton Füllen der Hohlräume Erhöhung der Packungsdichte im Bereich < 125 µm durch inerte und reaktive Mikro- und Nanopartikel 22 Quelle: Fachgebiet Werkstoffe des Bauwesens, Universität Kassel

23 Baupraktische Anwendung Vor-Ort-Produktion Fertigteile

Herausforderungen Verhinderung von Inaktivität auf Grund von

Verminderung der Anfangsstreuung bestehender Bauweisen durch

Bauausführenden Erforderlichkeit verbesserter, angepasster oder

Konzepte Erforderlichkeit entsprechender Maschinentechnik u.

12 23 Baupraktische Anwendung Vor-Ort-Produktion Fertigteile Schichtdicke: 2cm Schichtdicke: 2cm 24 Wie sollte und könnte es weitergehen auch in der Schweiz Strassenbau steht vor grossen Herausforderungen Verhinderung von Inaktivität auf Grund von Ernüchterung und Resignation bei Verwaltung und Industrie Verminderung der Anfangsstreuung bestehender Bauweisen durch gezielte akustische Ausbildung und Schulung von Prüftechnikern und Bauausführenden Erforderlichkeit verbesserter, angepasster oder sogar neuer Materialien zur Umsetzung hochwirksamer akustischer Konzepte Erforderlichkeit entsprechender Maschinentechnik u. Bauverfahren Optionen Verstärkung der Materialforschung und Technologieentwicklung Zulassung von Produkten im öffentlichen Strassenbau, um Anreize für die Strassenbauindustrie zu schaffen

13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Müller-BBM Schweiz AG Gewerbestrasse Allschwil

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