Überblick geräuschmindernder Fahrbahnbeläge Möglichkeiten zur Qualitätssicherung

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1 Berlin, 6.Oktober 2011 Überblick geräuschmindernder Fahrbahnbeläge Möglichkeiten zur Qualitätssicherung Manuel Männel MÜLLER-BBM

2 Inhalt Wirkmechanismen, Kategorisierung Entscheidungskriterien für geräuschmindernde Fahrbahnbeläge Diskussion verschiedener geräuschmindernder Fahrbahnbeläge OPA SMA-LA MA LOA DSH-V PMA Sonstige Zusammenfassung 2

3 Wirkmechanismen, Kategorisierung Dichte Deckschichten Semi-poröse Deckschichten Offenporige/ poröse Deckschichten 3 Reduktion Reifenschwingung (Textur) Absorption (Hohlraumgehalt) Reduzierung Air-Pumping (Textur, Hohlraumgehalt) Geräuschminderungspotenzial

4 4 Entscheidungskriterien für geräuschmindernde Fahrbahnbeläge Pegelminderung (Ziel) Anforderung aus Planung/Planfeststellung/Bebauungsplanverfahren Ersatz/Ergänzung von konventionellen aktiven Schallschutzmaßnahmen (Lärmschutzwände und -wälle): Höhe, Stadtbild, Machbarkeit Vorhaltemaß wegen abnehmender Lärmminderung Bau- und verkehrstechnische Randbedingungen Lage innerorts/außerorts Geschwindigkeit Verkehrsstärke, Lkw-Anteil und Schwerverkehrsanteil Anzahl und Lage von Einmündungen und Lichtsignalanlagen, Kurvenradien im Streckenverlauf, Abbiegeverkehr (Lkw, Pkw) Sparten in der Fahrbahnfläche, Entwässerung Umfang der geplanten Maßnahme (Grundhafte Erneuerung vs. Fahrbahndeckenerneuerung) Maßnahme kombinierbar mit Maßnahmen der Erhaltungsplanung Wirtschaftlichkeit (Kosten/Nutzen/Förderung)

5 Offenporiger Asphalt PA (OPA) sehr hohlraumreicher Asphalt (bis zu 28 % Hohlraumgehalt) durch Ausfallkörnung Wasser wird durch die Schicht geleitet und auf der Dichtungsschicht abgeführt Hohe Anforderungen an Mineralstoffe und Bindemittel sowie spezielle Anforderungen an den Einbau Einschichtig PA 8, PA 11 nach TL und ZTV Asphalt-StB 07 Zweischichtig üblicherweise obere Schicht PA 8, untere Schicht PA 16 Material nach TL Asphalt, Bauweise nicht in ZTV Asphalt verankert Über Schichtdicke an verkehrliche Randbedingungen anpassbar (Erweiterter) Eignungsnachweis nach ZTV Asphalt-StB 07 empfehlenswert Hoher Hohlraumgehalt, Wasserzutritt Abdichtungsschicht SAMI-Schicht, Gussasphalt, Splittmastixbinder Einbau eines Probefeldes (Anspritzmengen, Verfahren, Erfahrungssammlung, bautechnische und akustische Prüfungen) D StrO = -4 db(a) für OPA und -5 db(a) für ZWOPA 5

6 Offenporiger Asphalt PA (OPA) Vorteile Pegelminderung Nachteile Maximale Pegelminderung auch für LKW Anpassbar je Verkehrssituation Nachlassende Wirkung Bau- und Verkehrstechnik Hohe Verformungsbeständigkeit Aquaplaning und Sprühfahnenreduzierung Hohe Anforderungen an Planung Bau und Material Entwässerung innerorts nötig Reinigung innerorts nötig Erhaltung nur großflächig Anfällig für Scherkräfte Kosten sehr hohe Kosten 6

7 Offenporiger Asphalt PA (OPA) AC 8 D PA 8 7

8 Lärmminderung - Rollgeräusche Erforderliche akustisch wirksame Schichtdicke Anteil der schweren Lkw am Lkw-Aufkommen: 80% 8,0 7,5 6,5 6,0 7,0 2OPA OPA 5,5 5,0 4,5 4,0 8

9 Splittmastixasphalt lärmarm (SMA LA) Hohlraumreicher Splittmastixasphalt (10-15 %) durch Bereiche mit Ausfallkörnung Höhere Anforderungen an Mineralstoffe und Bindemittel sowie spezielle Anforderungen an den Einbau (erweiterter) Eignungsnachweis nach ZTV Asphalt-StB 07 Keine Regelbauweise Hoher Hohlraumgehalt Erhöhte Anforderungen an die Binderschicht (Dichtheit und Ebenheit) Eignungsnachweis Erhöhte Anspritzmengen Bitumenemulsion Einbau eines Probefeldes (Erfahrungssammlung, bau- und schalltechnische Prüfungen) Noch kein D StrO -Wert (erfahrungsgemäß sind ca. 3 db - 4 db(a) erreichbar) 9

10 Splittmastixasphalt lärmarm (SMA LA) Vorteile Hohe Pegelminderung auch für LKW geringe Einbaudicke stabiles Korngerüst Pegelminderung Nachteile leicht nachlassende Wirkung Bau- und Verkehrstechnik Höhere Anforderungen an Mineralstoffe, Bindemittel und Einbau Keine Regelbauweise Erhöhte Anforderungen an die Binderschicht (Wasser, Ebenheit) Kosten Höhere Kosten als Standardbauweisen 10

11 Splittmastixasphalt lärmarm (SMA LA 0/8) AC 8 D PA 8 SMA LA 11

12 Lärmarmer Gussasphalt (MA LA) Dichte Deckschicht Texturoptimierung Laut neuer ZTV Asphalt StB-07 MA 5 (nicht MA 8 oder MA 11) Abstreuung Verfahren B Abstreumaterial Lieferkörnung 2/3 oder 2/4 Möglichst kubisch gebrochen Leicht vorbituminiert Abstreumenge kg/m² bzw kg/m² Ohne Einwalzen Durch Beachtung einer gleichmäßigen Einbaudicke und -temperatur wird zudem eine günstigere, weil gleichmäßigere Textur erreicht. D StrO -Wert = -2 db(a) 12

13 Lärmarmer Gussasphalt (MA LA) Vorteile Pegelminderung Nachteile Pegelminderung gegenüber herkömmlichem Gussasphalt Nur geringe Pegelminderung Wirkung hauptsächlich bei Pkw Bau- und Verkehrstechnik Dichte Deckschicht Kein eindringendes Wasser Keine Vorkehrungen an Binderschicht Erhaltungsmaßnahmen Spezielles Material für Abstreuung Kosten Erhöhte Herstellkosten wegen spezieller Abstreuung 13

14 LOA Lärmoptimierter Asphalt Texturoptimierung durch kleines Größtkorn und dichte Packung Dichte Deckschicht Wirkung hauptsächlich bei Pkw-Reifen (bei geringem Schwerverkehrsanteil) Konzipiert für innerörtliche Anwendung Schichtdicke 2,0 bis 2,5 cm ( Dünnschichtbauweise ) Geringer Bindemittelgehalt Erhöhter Hohlraumgehalt Ebenheit und Dichtheit der Binderschicht wichtig (Erweiterter) Eignungsnachweis Bestimmung der optimalen Lagerungsdichte durch Rüttelversuch Spurbildungsversuch Mittlere Texturtiefe an Walzsegmentplatten Kein D StrO -Wert, starke Schwankungen bei unterschiedlichen Strecken 14

15 Lärmoptimierter Asphalt (LOA) Vorteile Pegelminderung Nachteile Hohe Pegelminderung möglich sehr heterogene Qualität Wirkung nur bei Pkw-Reifen Bau- und Verkehrstechnik Dichte Deckschicht Hoher Hohlraumgehalt bei geringem Bindemittelgehalt Keine Regelbauweise Anforderungen an Binderschicht Noch keine Langzeiterfahrung Kosten erhöhte Kosten durch Binderschicht, erweiterten Eignungsnachweis 15

16 Lärmoptimierter Asphalt (LOA) AC 8 D PA 8 LOA 16

17 Dünne Schichten im Heißeinbau auf Versiegelung (DSH-V) FGSV-Merkblatt für DSH-V (M DSH-V) Ursprung in der Erhaltungsplanung ( Dünne Schichten ) Geeignet für Neubau/Fahrbahndeckensanierung/Griffigkeitsverbesserung Größtkorn 5 oder 8 mm (DSH-V 0/5, DSH-V 0/8) Erhöhter Hohlraumgehalt im Mischgut (MPK 4-6 %) Anspritzen der Unterlage und Überbauen mit DSH-V-Mischgut in einem Arbeitsgang Hineinziehen der Bindemittelschicht in das Mischgut Deckschichtdicke ca. 1,2 bis 2,0 cm Noch kein D StrO -Wert (erfahrungsgemäß sind ca. 4-5 db(a) erreichbar) 17

18 DSH-V Vorteile Pegelminderung Nachteile Hohe Pegelminderung vor allem bei Pkw Nachlassende Wirkung durch Abrieb und hohe Verkehrslasten (?) Weniger Wirkung bei Lkw Dichte Schicht, aber mit erhöhtem Hohlraumgehalt in der oberen Zone Keine erhöhten Anforderungen an Unterlage Guter Schichtenverbund (wichtig bei dünnen Schichten) Bau- und Verkehrstechnik Kosten Geringe Kosten durch geringere Schichtdicken Einbauverfahren mit speziellem Gerät Feines Mischgut verformungsanfällig Spezielles Einbaugerät notwendig 18

19 DSH-V AC 8 D PA 8 DSH-V 19

20 Poröser Mastix-Asphalt (PMA) Erste Strecken auf der A44, A24 und in AAchen offenporiger Gussasphalt Unten: Abfließendes Bindemittel führt zu Gussasphalt Oben: Ausfallkörnung führt zu Hohlraumstruktur Stabileres Korngerüst als bei OPA Einbau mit Muldenkippern und Fertigern Einsatz vün Rührwerkskochern und Gussasphaltbohlen nicht notwendig Noch kein D StrO -Wert (vermutlich sind ca. 5 db(a) erreichbar) Durch Absorption auch gute Wirkung für LKW 20

21 Poröser Mastix-Asphalt (PMA) Vorteile Pegelminderung Nachteile Durch Absorption für PKW und LKW gute Pegelminderung Nachlassende Wirkung aufgrund verschmutzender Hohlräume Bau- und Verkehrstechnik Hohe Verformungsbeständigkeit Aquaplaning und Sprühfahnenreduzierung Selbstabdichtend durch ablaufendes Bindemittel Hohe Anforderungen an Planung Bau und Material Reinigung innerorts nötig Erhaltung nur großflächig noch in der Erprobungsphase Kosten hohe Kosten 21

22 PMA AC 8 D PA 8 PMA 22

23 Sonstige Bauweisen Waschbeton D StrO = -2 db(a) Weitere Optimierung im Gange Dünne hohlraumreiche Schichten (hohlraumreich) bis zu 14 % Hohlraumgehalt z.b. niederländischer ZSA-SD (auch in Deutschland im Einsatz) Weitere Produkte: Microville, Novachip Geräuschmindernde Fahrbahnbeläge in Erprobung, Forschung und Entwicklung... 23

24 Potenziale Geräuschminderung Pkw-Reifen Bezugswert CPX P = 100,5 db(a) db(a) DSH-V 0/5 DSH-V 0/8 SMA LA 0/5 SMA LA 0/8 SMA 0/8 S SMA 0/11 S MALA WB LOA 5D PA 8 ZWOPA 24

25 Potenziale Geräuschminderung Fahrzeugmix Pkw/Lkw Bezugswert CPXI = 101 db(a) db(a) DSH-V 0/5 DSH-V 0/8 SMA LA 0/5 SMA LA 0/8 SMA 0/8 S SMA 0/11 S MALA WB LOA 5D PA 8 ZWOPA 25

26 Kann (oder sollte) man davon ausgehen, dass die Geräuschminderung für einen neuen Fahrbahnbelag immer die gleiche ist? Bleiben Geräuschminderungen über die Jahre hinweg konstant? 26

27 Größtkorn Sieblinie Fülleranteil Einbautemperatur Textur Gesteinsart Hohlraumgehalt Schichtdicke Strömungswiderstand Maschinentechnik Bindemittelanteil Geräuschminderung Schallabsorptionsgrad Verdichtungsgrad Bindemitteltyp 27

28 Geräuschminderungspotential neuer geräuschmindernder Deckschichten CPXP, 50 km/h db Wulfertshauser Straße Kemnater Straße (Steigung) Hennebergstraße Äußere Brucker Straße Fürther Straße Gebbertstraße Bayreuther Straße Karolinenstraße Deutenbacher/Regelsbacher Straße Teil 1 Deutenbacher/Regelsbacher Straße Teil 2 Goethestraße, B16a, B 13 Gaimersheimer Straße, Kreisstraße 4 Schillerstraße, B 13, St 2229 (östliche) Ringstraße (wird erneuert) Kirchmeierstraße Clermont-Ferrand- Allee/Altdorfer Str. Kreisstraße FFB 17, Amperstraße bis Untere Au Kreisstraße FFB 17, B 2 bis Amperstraße Asamstraße, Kreisstraße 13 Haunwöhrer Straße, Kreisstraße 14 Regensburger Straße, Kreisstraße 11 Orleanstraße, Gemeindestraße Bürgermeister-Sing-Straße, St 2035 Lagerstraße, Gemeindestraße Kreisstraße FFB 11, Anschlußstück mit SMA 11 Hengersberger Straße, St 2125 Niedermayerstraße Raigeringer Straße Krumbacher Straße, Teil 1 Jahnstraße Merianstraße Dr.-Filchner-Straße Deutschhöfer Straße Von-Cobres-Straße Rote-Torwallstraße/ Haunstetter Straße Ludwigstraße Adenauerring DSH-V LOA 5D SMA-LA

29 29 Möglichkeiten zur Optimierung

30 Veränderung der Geräuschminderung 30 Extrembeispiele, Quelle: Schweizerisches Bundesamt für Straßen ASTRA

31 Möglichkeiten zur wirkorientierten Quantifizierung der Geräuschminderung Zur Sicherstellung der Geräuschminderung nach Einbau Zum Monitoring von Fahrbahnbelägen Zur Optimierung der Belagsauswahl für weitere Projekte 31

32 Statistische Vorbeifahrtmessung DINENISO : Akustik. Messung des Einflusses von Straßenoberflächen auf Verkehrsgeräusche. Teil 1: Statistisches Vorbeifahrtverfahren. 32

33 Statistische Vorbeifahrtmessung LAeq,10 [db(a)] v [km/h]

34 CPX-Messverfahren GPS-Antenne zur Positionierung Mikrofone Mikrofone in beiden Rollspuren in getrennten Radhäusern 34 ISO CD : Acoustics Measurement of the influence of road surfaces on traffic noise Part 2: The close-proximity method.

35 CPX-Messergebnis, wegabhängiger Schalldruckpegel vor Umbau nach Umbau 35

36 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Müller-BBM GmbH Robert-Koch-Straße Planegg / München Kontakt 36 Berlin Dresden Frankfurt Gelsenkirchen Hamburg Karlsruhe Köln Nürnberg Stuttgart Weimar

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38 Geräuschmindernde Fahrbahnbeläge Dichte und semiporöse Deckschichten 5 mm 8 mm 11 mm Größtkorn Größtkorn Größtkorn Schichtdicke Splittmastixasphalt SMA SMA 5 SMA 8 SMA 11 4,0 cm Splittmastixasphalt SMA LA (LO) SMA 5 LA SMA 8 LA 2,5 cm Dünne Schichten im Heißeinbau DSH-V 0/5 DSH-V 0/8 2,0-3,0 cm auf Versiegelung Lärmoptimierter Asphalt LOA LOA 5D 2,0-2,5 cm Lärmarmer Gussasphalt MA 5 MA 8 Abstr. Verf. B Abstr. Verf. B 2,0-3,0 cm Waschbeton 0/8 Dünne hohlraumreiche Schichten ZSA-SD 2,0-3,0 cm Sonderprodukte Offenporige Deckschichten Schichtdicke Offenporiger Asphalt (OPA) PA 8 PA 11 4,0-6,0 cm Zweischichtiger OPA ZWOPA 6,0-8,0 cm PA 8/PA16 38

39 Fortschritt am Beispiel OPA OPA 0/