Verkehrslärmminderung mit Betonfahrbahnen

Transkript

1 Dresden 11. und 12. Dezember 2014 Verkehrslärmminderung mit Betonfahrbahnen Thomas Beckenbauer Müller-BBM, Planegg

2 Fragen Geht das überhaupt? Was wissen wir schon? Was wissen wir noch nicht? 2

3 Geht das überhaupt?

4 Ausgangspunkt Geräusch hörbarer Schall zeit- und ortsabhängige Druck- und Dichteschwankungen in einem elastischen Medium ohne zeitliche Veränderungen kein Schall! 4

5 Ausgangspunkt Geräusch hörbarer Schall zeit- und ortsabhängige Druck- und Dichteschwankungen in einem elastischen Medium ohne zeitliche Veränderungen kein Schall Strategie statisches System dynamisches System bei statischer Betrachtung kein Erkenntnisgewinn! dynamisches System Beschreibung der zeitlich veränderlichen Vorgänge Deformation des Reifens Bewegung der Luft im Reifen-Fahrbahn-Kontakt 5

6 Reifenmechanik Unterscheidung nach Makro- und Mikroebene Makroebene: Deformation der Reifenkontur Mikroebene: Lokale Deformation im Reifen-Fahrbahn-Kontakt Der Kontakt bestimmt die Deformation statisch ohne Reifen statisch mit Reifen dynamisch mit Reifen 6

7 Reifenmechanik Modale Komposition 153 Hz 277 Hz 376 Hz 418 Hz 437 Hz 624 Hz 982 Hz 1076 Hz 7

8 Schallabstrahlung Der Reifen-Fahrbahn-Kontakt ist die Schallquelle f = 440 Hz f = Hz Quelle: Prof. v. Estorff, TU Hamburg-Harburg 8

9 Was wissen wir schon?

10 Rauigkeitstiefe, mm Oberflächeneigenschaften Waschbeton 8 mm Größtkorn Splittmastixasphalt Position in Längsrichtung, mm Position in Längsrichtung, mm 10

11 Oberflächeneigenschaften freigelegtes Korn 8 mm Gestalt Kornspitzen zählen? gewalzte Oberfläche 8 mm 11

12 Kontaktkraft (Pkw-Reifen) freigelegtes Korn gewalzte Oberfläche v = 80 km/h v = 80 km/h F stat =4.220 N F stat =4.220 N 12

13 Oberflächeneigenschaften Vorbeirollpegel Pkw-Reifen, 80 km/h 8 mm Grobe Gesteinskörnung auf Beton 5 mm 3 mm 1 mm 13

14 Oberflächeneigenschaften Vorbeirollpegel Pkw-Reifen, 80 km/h 8 mm Grobe Gesteinskörnung auf Beton Grobe Gesteinskörnung auf Asphalt 5 mm 3 mm 1 mm 14

15 Oberflächeneigenschaften Vorbeirollpegel Pkw-Reifen, 80 km/h Grobe Gesteinskörnung auf Beton Grobe Gesteinskörnung auf Asphalt Gewalzte Asphaltdeckschicht 8 mm 5 mm 8 mm 5 mm 3 mm 3 mm 1 mm 15

16 Oberflächeneigenschaften Vorbeirollpegel Pkw-Reifen, 80 km/h Grobe Gesteinskörnung auf Beton Grobe Gesteinskörnung auf Asphalt Gewalzte Asphaltdeckschicht Offenporige Deckschicht 8 mm 5 mm 8 mm 5 mm 3 mm 3 mm 10 db 1 mm 16

17 , , R [mm] Oberflächeneigenschaften freigelegtes Korn gewalzte Oberfläche mm 5 mm Gritting 5/8 g=45% Gritting 3/5 g=45% Die Korngrößenverteilung Gritting 3 mm1/3 g=40% 500 Gritting 0,5/1 g=51% 1 mm 600 legt die Verteilung der Texturwellenlängen 400 fest mm 8 mm 8 mm 5 mm 3 mm 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% l [mm] 0 Einbau und Verdichtungsart entscheiden über die Rauigkeitstiefe l [mm] 17

18 R eff, mm R eff, mm ,5 12,5 6,3 6,3 3,15 3, , ,6 1,6 R eff, mm R eff, mm ,5 12,5 6,3 6,3 3,15 3, , , ,6 1,6 R eff, mm ,5 6,3 3,15 1,6 Texturvergleich - Asphaltbauweisen 1000 eff. Rauigkeitstiefe Reff. [mm] MA LA (AS 0/5) 250,00 200,00 160,00 125,00 100,00 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 l, mm Rauigkeitswellenlänge l [mm] SMA 0/8 LA l, mm eff. Rauigkeitstiefe Reff. [mm] eff. Rauigkeitstiefe Reff. [mm] eff. Rauigkeitstiefe Reff. [mm] DSH-V 0/5 250,00 200,00 160,00 125,00 100,00 80,00 63,00 50,00 PA 8 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 l, mm Rauigkeitswellenlänge l [mm] 500,00 400,00 315,00 250,00 500,00 200,00 400,00 315,00 160,00 250,00 125,00 200,00 100,00 160,00 125,00 80,00 100,00 63,00 50,00 80,00 40,00 63,00 50,00 31,50 40,00 25,00 31,50 20,00 25,00 16,00 20,00 12,50 16,00 10,00 12,50 10,00 8,00 8,00 6,30 6,30 5,00 4,00 3,15 2,50 2,50 2,00 1,60 1,25 l, mm Rauigkeitswellenlänge l l [mm] 2 5 0, LOA 5D l, mm

19 Texturvergleich Betondecken Waschbeton 0/8 Grinding, Stegtextur 19

20 Schallabsorption DL in db 30 Absorptionsgrad in Abhängigkeit vom Hohlraumgehalt in der Praxis Absorptionsgrad in Abhängigkeit vom Hohlraumgehalt Hohlraumgehalt, Vol.-% 25 Absorptionsgrad [-] ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Hohlraumgehalt in Vol.% Absorptionsgrad 20

21 Woran wird gearbeitet?

22 Material und Festbetonbearbeitung Grinding 22

23 Industrielle Herstellung? Quelle: Heijmans Bouw Fertigteile Reproverfahren Texturdesign 23

24 Querfugen 24

25 Querfugen v = 120 km/h Pegel-Zeitverlauf Zeitkonstante 125 ms Schalldruck-Zeitverlauf ohne Zeitkonstante Fugenimpuls: Radabstand: ~ 3m Impulsabstand: 135 ms bei 80 km/h 90 ms bei 120 km/h 25

26 Querfugen akustisches Detail Hier ist die erste Ebene Zweiter Menüpunkt Unterpunkt 1 Unterpunkt 2 A93 FR Nord Reifen: Eco v = 80 km/h 26

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

28 Reifen-Fahrbahn-Kontakt x A i h S i b S Glattreifen Ai i A mit A b Dx i h 28

29 Reifen-Fahrbahn-Kontakt S i / S Glattreifen x 29