Lärmarme Strassenbeläge neue Erkenntnisse

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1 DEPARTEMENT BAU, VERKEHR UND UMWELT Themen: 1. Ausgangslage Strategie 2. Akustische Kontrollmessungen SDA 4 Kt AG 3. Sicherstellen der akustischen Leistung 4. Schlussfolgerungen aus dem Projekt 5. Störung der akustischen Wirkung

2 1. Ausgangslage Strategie lärmarme Beläge Kontext Schweizer Norm SNR

3 Strategie lärmarme Beläge CH Hauptziel: Entwicklung möglichst langlebiger lärmarmer Beläge Bedingt: Kompromiss zwischen Lärmreduktion & Nutzungsdauer Ansätze in CH: Hohlraumgehalt Quelle: Arn 2013 > Performanceorientiert: Eigenprodukte, Leistung garantiert durch Testeinbauten > Zusammensetzungsorientiert: Norm SNR Forschungspaket LAB Bund Fokus Kt AG 3

4 Eigenschaften lärmarme Beläge PA Beläge semi-dichte Beläge Fokus PA 11 SDA 8 / ACMR 8 SDA 4 Anwendung NS NS, ausser-, innerorts innerorts Schallabsorption gross mittel gross Eigenschaften Poren durchgehend Poren meist nicht Mikroporen durchgehend Wasserdurchlässigkeit durchlässig sehr gering undurchlässig Oberflächenspannung Wasser ist grösser als Mikroporen 4

5 Norm SNR Semi-dichte Mischgute Ziel: Explorieren im semi-dichten Bereich (Norm für Forschungsprojekt) Bedingt: gewisse Breite an möglicher Norm-Rezepturen von praktisch dicht über semi-dicht zu porös Grösstkorn: 8mm Grösstkorn: 4mm SDA 8 SDA 4 Quelle: Arn 2013, adaptiert durch G+P > Norm ermöglicht Herstellung / Einbau durch beliebige Firmen in der ganzen CH ABER: aus Bestellung können akustisch stark unterschiedliche Beläge resultieren 5

6 Änderungen in Sorte und Klasse Neu ab 2015 Bisher ab

7 SDA 8 SDA 4 7

8 Vergleich Vorbeifahrten mit 50 km/h auf unterschiedlichen Belägen dichter Asphalt Strategiekonzept lärmarme Beläge aktuelle Version SDA 8 SDA 4 8

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10 SDA4B (2012), Zofingen SDA4B (2014), Dintikon SDA4B (2014), Oberrohrdorf SDA4B (2014), Oftringen SDA4B (2014), Remigen SDA4B (2015), Auw SDA4B (2015), Dottikon SDA4B (2015), Möhlin SDA4B (2015), Nesselnbach SDA4B (2015), Niederlenz SDA4B (2015), Oberrohrdorf SDA4B (2015), Staufen SDA4B (2015), Villnachern SDA4B (2015), Waltenschwil SDA4B (2016), Aarburg SDA4B (2016), Baden SDA4B (2016), Birmenstorf SDA4B (2016), Boniswil SDA4B (2016), Boswil SDA4B (2016), Freienwil SDA4B (2016), KüntenEggenwil SDA4B (2016), Küttigen SDA4B (2016), Möhlin SDA4B (2016), Niederlenz SDA4B (2016), Remigen SDA4B (2016), Rudolfstetten SDA4B (2016), Schafisheim SDA4B (2016), Schinznach SDA4C (2012), Zofingen SDA4C (2013) SDA4C Dottikon (2013), SDA4C (2013) SDA4C Safenwil (2013), SDA4C (2013), Beinwil a.s.. SDA4C (2013) SDA4C Oberrohrdorf (2014), SDA4C (2014), Dintikon SDA4C (2014), Oftringen SDA4C (2014), Windisch Akustische Kontrollmessungen SDA 4 Kt AG -5 db = 1/3 d. Verkehrsmenge -8 db = 1/6 d. Verkehrsmenge Belagsgüte Neuzustand Belagsgüte 1 Jahr nach Einbau Belagsgüte 2 Jahre nach Einbau Belagsgüte 3 Jahre nach Einbau Belagsgüte 4 Jahre nach Einbau SDA 4 B Hohlraumgehalt SDA 4 C Tauchwägeverfahren, Marshall/Bohrkern Mittel herkömmliche Beläge 10 Mischverkehr 8% - Abw. StL-86+ [db(a)] 10.6%/13.2% 13.5%/15.1% 11.2%/12.7% 10.8%/13.1% 11.7%/14.3% 7.0%/7.5% 12.6%/13.6% 11.5%/13.0% 12.1%/13.7% 12.7%/15.5% 11.3%/10.9% 11.7%/14.0% 11.9%/12.5% 10.2%/10.7% 15.2%/13.8% 13.9%/13.4% 12.4%/??% 13.7%/12.9% 11.8%/13.4% 11.0%/12.1% 13.9%/12.6% 16.9%/15.6% 13.0%/??% 12.5%/13.8% 14.4%/14.5% 16.4%/16.3% 13.7%/??% 12.3%/12.4% 12.3%/14.1% 15.0%/16.2% 16.5%/18.6% 13.7%/18.2% 11.9%/12.6% 13.6%;14.5% 11.0%/12.8% 12.4%/14.3% -6 db -6 db -7 db -7 db Beläge Beläge Beläge

11 Akustische Kontrollmessungen SDA 8 Kt AG db = 1/3 d. Verkehrsmenge -8 db = 1/6 d. Verkehrsmenge SDA 8 B Hohlraumgehalt Tauchwägeverfahren, SDA 8 C Mittel herkömmliche Beläge Marshall/Bohrkern Ø Messungen G+P AG (bei 50 km/h) SDA8B (2015), Arni SDA8B (2015), Bad Zurzach SDA8B (2015), Bözberg SDA8B (2015), Hallwil SDA8B (2015), Schöftland SDA8B (2015), Aarau Wöschnau SDA8B (2015), Zofingen SDA8B (2016), Böttstein SDA8B (2016), Mellikon SDA8B (2016), Reinach SDA8B (2016), Schmidrued SDA8B (2016), Siglistorf SDA8B (2016), Villmergen SDA8B (2016), Wohlen, Waltenschwstr. SDA8B (2016), Zofingen K233 Unterführung SDA8B (2016), Zofingen K204 Mischverkehr 8% - Abw. StL-86+ [db(a)] SDA8C (2013), Veltheim 7.9%/10.2% 11.3%/??% 10.2%/11.5% 10.4%/11.2% 10.7%/12.5% 9.0%/10.7% 8.5%/8.7% 11.6%/10.9% 10.8%/11.8% 9.7%/12.6% 9.6%/??% 12.4%/12.5% 10.5%/??% 10.7%/12.1% 9.9%/??% 10.8%/??% 13%/15.1% -4.5 db Belagsgüte Neuzustand Belagsgüte 1 Jahr nach Einbau 11

12 Akustische Wirkung und Belagsersatz 4 2 Belagswirkung in Dezibel Neutral STL 86+ Belagsalter Endwert 1 db Endwert 3 db SMA 11/AC im Aargau gemessen Belagsalter ACMR 8 3-6% SDA 8 B 10-14% SDA 4 B 10-14% akustisch neutral 12

13 Problematik Variabilität akustische Leistung > Kt AG bestellt SDA 4 B und SDA 8 B Beläge > Beläge erfüllen zwar Anforderungen der Norm SNR > Akustische Leistung kann zwischen den einzelnen Strecken bis zu 3 db variieren!!! 13

14 3. Sicherstellen der akustischen Leistung Projekt akustische Ausführungsbestimmungen für SDA-Beläge Projekt durch BAFU / Kt AG Projektteam: G+P AG, Nibuxs Sàrl Begleitung: VSS NFK

15 Problemstellung & Projektziel Problem: Variierende akustische Leistung von SDA Rezepturen Grund: Trotz ähnlichen volumetrischem Kennzahlen sind die Hohlräume nicht immer von der Oberfläche zugänglich bzw. akustisch wirksam Projektziele: 1. Identifikation der wichtigsten Parameter 2. Analyse & Definition der Optima 3. Grundlagen zur akustischen Spezifizierung von SDA-Rezepturen für Normierung schaffen Übergeordnetes Ziel: langfristige akustische Wirksamkeit von SDA-Rezepturen gewährleisten 15

16 Vorgehen Motivation: Sicherstellung der akustischen Leistung & Dauerhaftigkeit bei gleichzeitiger Minimierung des Hohlraumgehaltes Methode: Statistische Datenanalyse Akustik/Belagstechnik auf in der ganzen Schweiz eingebauten SDA4 und SDA 8 Belägen Fokus: Langzeitwirkung Erfahrungen SDA Einbauten ganze Schweiz Identifizieren optimale Bereiche Rezeptur + statistische Auswertung Daten Akustik Belagstechnik 16

17 CPX-Messungen in Dottikon Bohrkern A Bohrkern B 17

18 Akustische Parameter der eingebauten Beläge > CPX Messungen mit erhöhten Genauigkeitsanforderungen > Schallabsorptionsmessungen in Radspur & zw. Radspuren > Luftströmungswiderstandsmessungen (IMP Bautest AG) > Lasertexturmessungen (IMP Bautest AG) > Wirkungsanalysen (Kombination CPX Modellierung) 18

19 Akustische Parameter der eingebauten Beläge Detailanalyse & Modellierung (SPERoN) Anteile Lärmenstehungsarten am Gesamtgeräusch - Luftströmungsschall: 39.0% - Vibrationsschall: 31.0% - Hohlraumresonanzen: 30.0% Wirkung Schallabsortion (CPX, PW) - max.: 4.9 db(a) - Frequenz 1000 Hz - Wirkung Total: 2 db(a) 19

20 Belagstechnische Parameter der eingebauten Beläge Einbaufehler Hohlraumgehalt (BK) Rohdichte (BK) Schichtdicke Verdichtungsgrad Luftfeuchte Windgeschwindigkeit Lufttemperatur Steigung Bauunternehmung Mischgutfehler Ausfüllungsgrad Bindemittelanteil Fliesswert Hohlraumgehalt (MPK) Raumdichte (MPK) Rohdichte (Mischgut) Sieb mm Sieb 0.5 mm Sieb 2 mm Sieb 4 mm Sieb 8 mm Temperatur Mischgut Fahrzeit Mischgutzentrale Materialfehler Wasserempfindlichkeit Bindemittelart Füllertyp Gesteinsherkunft Statistische Auswertung 3-jährige Beläge SDA 4 und SDA 8 20

21 Erste Ergebnisse Entscheidende Parameter: Füllergehalt Sieb mm und Sieb 2 Optima: Optimale Werte konnten ermittelt werden Erklärung: Kritischer Gehalt von Füller (Sie mm) und Körnungen 2mm kann den Zugang zu den Hohlräumen von der Oberfläche blockieren Beispiele: Beläge mit jeweils 12% Hohlraum Weniger Feinanteile Projektabschluss: voraussichtlich Ende 2016 Mehr Feinanteile 21

22 DEPARTEMENT BAU, VERKEHR UND UMWELT 22

23 Antrag an die Normenkommission: Siebdurchgang und 2 mm einengen 5 bis 10% 18 bis 24% 5 bis 10% 16 bis 23% 23

24 4. Schlussfolgerungen aus dem Projekt Empfehlungen zur Strategie lärmarme Beläge SDA = sehr effektive Massnahme an der Quelle: 4 Jahre nach Einbau Lärmreduktion zu Standardbelägen AC / SMA von bis zu 6 db entspricht Reduktion um ¾ des ursprünglichen Verkehrs!!! Strategieplan SDA Aargau Empfehlung für Einsatz von SDA: > SDA 4, wo grosse Lärmreduktionen notwendig > SDA 8, wo erhöhte mechanische Beanspruchung > Akustische Leistung in Normierung zukünftig mit zusätzlichen Ausführungsbestimmungen gewährleisten 24

25 5. Störung der akustischen Wirkung > Markierungen > Schachtabdeckungen > Belagswechsel SDA 4 zu altem Belag 25

26 Einfluss Markierungen auf SDA - Belägen SDA 4 C (HR 18.6%) Markierungstyp I Farbmarkierung Markierungstyp II Strukturmarkierung SDA 4C Typ I Typ II 26

27 Einfluss Markierungen auf SDA - Belägen > Radstreifenmarkierungen von Kernfahrbahnen im Innerorts auf SDA 4 und 8er-Belägen werden künftig nur noch gespritzt. - Unterhaltsmarkierungen in kürzeren Abständen sind notwendig. > Leit- oder Mittellinie, Sperrflächen und Fussgängerstreifen werden weiterhin strukturiert, auch auf SDA-Belägen > Gewichtung der Verkehrssicherheit 27

28 Einfluss Schachtabdeckungen auf SDA - Belägen Einfluss Schachtabdeckungen auf SDA - Belägen L max db L eq db L max db L eq db 28

29 Einfluss Schachtabdeckungen auf SDA - Belägen Häufigkeit der Überfahrten Jedes Fahrzeug Jedes 2. oder 3. Fahrzeug Differenz ca. 1.5 db im L eq und 2.5 db im L max Verwaltungsgerichtsentscheid hängig zwischen Swisscom und Baudepartement Aargau 29

30 Auswirkungen Belagsübergang von SDA 4 auf SMA 11 Störwirkung auf Gebäude 30

31 Einfluss Belagswechsel auf SDA - Belägen Richtung Nord: Richtung Süd: 31

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