Lärmarme Asphaltdeckschichten

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Chantal Geisler
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www.ifbgauer.de Lärmarme Asphaltdeckschichten Dr.-Ing.

1 Lärmarme Asphaltdeckschichten Dr.-Ing. Michael Schmalz Institut Dr.-Ing. Gauer DAV-Leitfaden demnächst: Leitfaden für Kommunen 2

2 Leitfaden für Planung, Bau und Erhaltung kommunaler Straßen und Flächen aus Asphalt 0 Vorwort 1 Allgemeines 2 Standardisierung des Oberbaus 3 Asphaltarten und -sorten für kommunale Straßen und Flächen 3.1 Allgemeines 3.2 Auswahl des Asphaltes 3.3 Asphalttragschichten 3.4 Asphaltbinderschichten 3.5 Asphaltdeckschichten Asphaltbeton Splittmastixasphalt Gussasphalt 3 Leitfaden kommunale Straßen Lärmmindernde Asphaltdeckschichten OPA (Offenporiger Asphalt) Innovative, lärmoptimierte Asphaltdeckschichten LOAD (Lärmopt. Asphaltbeton-Deckschicht) DSH-V SMA LA (Splittmastixasphalt Lärmarm) PMA (Porous Mastic Asphalt) Halbstarre Deckschichten Asphalttragdeckschichten Farbige Asphaltdeckschichten und Abstreuungen Farbiges Asphaltmischgut Asphaltmischgut mit farbigen Gesteinskörnungen Farbige Abstreuungen 4

3 Asphaltdeckschichten 1. OPA (Offenporiger Asphalt) 2. LOAD (Lärmopt. Asphaltbeton-Deckschicht) 3. DSH-V 4. SMA LA (Splittmastixasphalt Lärmarm) 5. PMA (Porous Mastic Asphalt) 5 M OPA Bearbeitung des Merkblattes Asphaltdeckschichten aus Offenporigem Asphalt (M OPA) in der FGSV seit dem 5. Mai 2004 Insgesamt 38 (!) Sitzungen in 8 Jahren Der Entwurf des M OPA wurde am Mittwoch, den vom FGSV Arbeitsausschuss AA 7.3 endgültig verabschiedet und wird dem Lenkungsausschuss LA 7 am vorgelegt Veröffentlichung noch dieses Jahr möglich 6

4 OPA - Eigenschaften Sehr hohen Hohlraumgehalt (> 22 Vol.-%) Ausfallkörnung Hochpolymermodifizierte oder Gummimodifizierte Bindemittel notwendig Abdichtung der Unterlage Wasserableitung und Lärmminderung auf höchstem Niveau Lärmminderung im Neuzustand bis zu - 8 db(a) - 5 db(a) dauerhaft 7 OPA Nachteile Bei Randeinfassungen Entwässerungssysteme notwendig 9

5 OPA Nachteile Gefahr des Kornausbruchs Bei Stop+Go- und Abbiegeverkehr, da OPA nicht sehr beständig gegen Schubbeanspruchungen. Durch geringere Geschwindigkeiten schwache Selbstreinigung Wiederherstellung bei Aufgrabungen problematisch: Wasserdurchlässige Nahtausbildung sollte gewährleistet sein. Verfügbarkeit Mischgut in kleinen Mengen. Quelle : ORR Dipl.-Ing. O. Ripke, BASt 10 OPA Fazit Für die Belastungen des innerörtlichen Verkehrs nicht geeignet Einsatz nur in anbaufreien Straßen mit höheren Geschwindigkeiten z. B. 70 km/h und höherem Lkw- Verkehr Autobahn 120 km/h Autobahn 80 km/h -1 db(a) Autobahn OPA -6 db(a) 11

6 Asphaltdeckschichten 1. OPA (Offenporiger Asphalt) 2. LOAD (Lärmopt. Asphaltbeton-Deckschicht) 3. DSH-V 4. SMA LA (Splittmastixasphalt Lärmarm) 5. PMA (Porous Mastic Asphalt) 12 LOA 5 D Eigenschaften Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht Entwicklung Ruhr-Uni Bochum, Einbau ab 2007 in Düsseldorf Rüttelversuche mit unterschiedlichen Gewichtungen der einzelnen Kornfraktionen zur Bestimmung der optimalen Lagerungsdichte Modifizierte Bindemittel Zusammensetzung ca. 1/3 feine, 2/3 grobe 2/3 Gesteinskörnungen 1/3 Quelle: Ruhr-Uni, Bochum 13

7 LOA 5 D Eigenschaften Speziell für den Einsatz auf kommunalen Straßen entwickelt Auf mehr als 60 Straßen eingebaut und seit rd. 3 Jahren unter Beobachtung (Pforzheim, Karlsruhe, Köln) Weitgehend dichtes Korngerüst mit geringem Feinanteil und einem Hohlraumgehalt von < 6,0 Vol.-% Dünnschichtig, mit Dicken von 2 bis 2,5 cm Die Reduzierung der Reifen-/Fahrbahngeräusche durch besondere Oberflächentextur und Hohlraumstruktur (mittlere Makrotexturtiefe ca. 0,6 bis 0,7 mm; wenig Air-Pumping) Lärmminderungspotential beträgt etwa - 4 db(a) 14 LOA 5 D: Eigenschaften 15

LOA 5 D CPX-Vergleichs- Messung L52 Mecumstraße Stadteinwärts Vergleichsoberfläche LOA 5 D L52 Mecumstraße Stadteinwärts 16 Asphaltdeckschichten 1.

8 LOA 5 D CPX-Vergleichs- Messung L52 Mecumstraße Stadteinwärts Vergleichsoberfläche LOA 5 D L52 Mecumstraße Stadteinwärts 16 Asphaltdeckschichten 1. OPA (Offenporiger Asphalt) 2. LOAD (Lärmopt. Asphaltbeton-Deckschicht) 3. DSH-V 4. SMA LA (Splittmastixasphalt Lärmarm) 5. PMA (Porous Mastic Asphalt) 17

DSH-V Eigenschaften Dünne Asphaltdeckschicht in Heißbauweise auf Versiegelung Besteht aus einem für diesen Verwendungszweck zusammengesetzten Asphaltmischgut und einer Versiegelung der Unterlage mit

9 DSH-V Eigenschaften Dünne Asphaltdeckschicht in Heißbauweise auf Versiegelung Besteht aus einem für diesen Verwendungszweck zusammengesetzten Asphaltmischgut und einer Versiegelung der Unterlage mit polymermodifizierter Bitumenemulsion, die mit einem Sprühfertiger hergestellt werden Quelle: ZTV BEA-StB Quelle: Joseph Vögele AG 18 DSH-V Eigenschaften In ZTV BEA beschrieben Schnell und kostengünstig Einbau mit Sprühbalkenfertiger Verschmutzungsproblematik: Randbereiche mit Hand ansprühen Große Flächen im Bereich ABD Südbayern und München Wirkung über Textur und Hohlräume Lärmminderung bis zu -5 db(a) Sprühbalken Quelle: Vögele, Mannheim 19

10 DSH-V Eigenschaften Erprobungsstrecke B 81 in Sachsen-Anhalt (Halberstadt-Gröningen) Pegel stat. Vorbeifahrt 80 km/h [db(a)] SMA 0/11 S DSH-V 0/8 DSH-V 0/ Quelle: Landesbetrieb Bau LSA Sachsen-Anhalt 20 DSH-V Eigenschaften 21

11 Asphaltdeckschichten 1. OPA (Offenporiger Asphalt) 2. LOAD (Lärmopt. Asphaltbeton-Deckschicht) 3. DSH-V 4. SMA LA (Splittmastixasphalt Lärmarm) 5. PMA (Porous Mastic Asphalt) 22 SMA LA Eigenschaften Hohlraumreich zusammengesetzter Splittmastixasphalt Hohlraumgehalt MPK 8 bis10, fertige Schicht 8 bis 12 Vol.-% Hoch-Polymermodifizierte Bindemittel (40/ A) Lärmreduzierung SMA 0/8 LA ca. 2 db (A) gegenüber Splittmastixasphalt (SMA 8 S) und ca. 4 db(a) gegenüber dem Referenzbelag (nicht geriffelter Gussasphalt) Anfälligkeit gegen Torsions- und Schubbeanspruchungen (Lenk- und Bremsvorgänge) SMA LA nicht für Ampel- oder Abbiegebereiche und damit nur eingeschränkt für den kommunalen Bereich anwendbar 23

SMA LA Eigenschaften Einbau unter Vollsperrung Einbau auf Abdichtung Keine Abstumpfung Nordgaustraße Regensburg Einbau A93 Schwandorf 24

12 SMA LA Eigenschaften Einbau unter Vollsperrung Einbau auf Abdichtung Keine Abstumpfung Nordgaustraße Regensburg Einbau A93 Schwandorf 24 Asphaltdeckschichten 1. OPA (Offenporiger Asphalt) 2. LOAD (Lärmopt. Asphaltbeton-Deckschicht) 3. DSH-V 4. SMA LA (Splittmastixasphalt Lärmarm) 5. PMA (Porous Mastic Asphalt) 25

PMA Eigenschaften Gussasphalt mit offenporiger Oberfläche Hoher Splittanteil (ca. 70 %), NV-Bitumen Mastixphase setzt sich ab Hohlraumgehalt: Oben ca.

13 PMA Eigenschaften Gussasphalt mit offenporiger Oberfläche Hoher Splittanteil (ca. 70 %), NV-Bitumen Mastixphase setzt sich ab Hohlraumgehalt: Oben ca. 20 %, unten 0 % Leichtes Walzen ( Glattbügeln + keine Abstreuung) Quelle : asphalt 5/ PMA Sehr neue Bauweise 2008 erstmals auf der Bundesautobahn A auf BAB A 24 und 2010 auf BAB A4 Erste Messungen zeigen eine Lärmminderung von ca. 4 db(a) gegenüber dem Referenzbelag Wenig Erfahrungen im Laboratorium Wenig Erfahrungen für eine zielsichere Rezeptierung und Herstellung Für kommunale Straßen noch wenig Erfahrungen 27

14 Asphaltdeckschichten Vergleichende Betrachtungen 28 Sieblinien Siebdurchgang in M.-% min Hohlraum MPK min BM-Gehalt 0,063 0,125 0,71 2 5,6 8 11,2 AC 8 D S 2,0/6,2 DSH-V 5 4,0/6,5 LOA 5 D 5,0/ca. 6 SMA 8 S 2,5/7,2 SMA 8 LA 10,0/6,5 PMA 5 ---/7,0 PA 8 24,0/6,5 Quelle : Ripke, BASt 29

Korrekturwert D StrO (RLS 90 - ergänzt durch ARS 14/1991 und 3/2009) Straßenoberfläche Nicht geriffelter Gussasphalt (Referenz) Asphaltbeton 0/11 und Splittmastixasphalt 0/8 und 0/11 ohne

15 Korrekturwert D StrO (RLS 90 - ergänzt durch ARS 14/1991 und 3/2009) Straßenoberfläche Nicht geriffelter Gussasphalt (Referenz) Asphaltbeton 0/11 und Splittmastixasphalt 0/8 und 0/11 ohne Absplittung, Offenporige Asphalte 0/11 (Hohlraumgehalt 22 Vol-%) Offenporige Asphalte 0/8 (Hohlraumgehalt 22 Vol-%) D StrO in db(a) Gültig für Geschwindigkeitsbereich 60 km/h Nicht gleichzusetzen mit Messwerten anderer Verfahren Als lärmarm werden Straßenoberflächen mit einer Lärmminderung von mind. 2 db(a) bezeichnet. 30 SPB-Messungen 31

16 SMA LA SPB-Messungen SMA LA B56 Abschnitt Pegel statistische Vorbeifahrt für Pkw bei 80 km/h [db(a)] SMA 0/8 S (Messung 2003) 78,1 SMA LA (nach Einbau 2007) 74,8 (-3,3) SMA LA A93 Abschnitt Pegel statistische Vorbeifahrt für Pkw bei 120 km/h (Erstmessung) [db(a)] SMA 0/8 S 83,9 SMA LA 0/5 81,5 (-2,4) SMA LA 0/8 81,3 (-2,6) Quelle : ORR Dipl.-Ing. O. Ripke, BASt Referenzpegel nicht geriffelter GA (Pkw bei 120 km/h): 85,2 db(a) 32 Fazit Bei speziell auf die Lärmminderung konzipierten Asphaltdeckschichten handelt es um hoch spezialisierte Asphalte, die in Planung und Ausführung ein Höchstmaß an Erfahrung und Genauigkeit bedürfen Wir empfehlen eine ingenieurmäßige Konzeption des gesamten Asphaltaufbaus Und eine intensive Baubegleitung und Überwachung 33

17 Kommunale Besonderheiten Einbau unter Aufrechterhaltung des Verkehrs / Anliegerverkehrs und der Erreichbarkeit von Geschäften, Firmenzufahrten ( Bauzaunproblem ) Vorzeitige Verkehrsfreigabe Ankündigen, Anliegerinformation Gegensatz zwischen Politik und Bautechnik 34 Zusammenfassung Es stehen eine Reihe von neuartigen Bauweisen zur Verfügung Die akustische Wirksamkeit für Pkw ist nachgewiesen Einige Bautechnische Probleme müssen noch gelöst werden Akustische/bautechnische Dauerhaftigkeit nicht bekannt. In Kommunen übliche Liegezeiten werden mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht erreicht Konzeption und Ausführung aufwendig und anspruchsvoll Standardbauweisen haben ebefalls noch Potential Straßeninstandsetzung ist genauso Beitrag zur Lärmminderung (Deckenerneuerungen, Ebenflächigkeit, Kanaldeckel und Rinnen reparieren, Aufgrabungen vermeiden) 35

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Schallquellen Fahrzeug Geräusche Lüfter Geräusche Motor Windgeräusche Geräusche Auspuff Geräusche Antriebsstrang Geräusche Reifen/Fahrbahn Quelle : ORR

24 Schallquellen Fahrzeug Geräusche Lüfter Geräusche Motor Windgeräusche Geräusche Auspuff Geräusche Antriebsstrang Geräusche Reifen/Fahrbahn Quelle : ORR Dipl.-Ing. O. Ripke, BASt 48 Schallentstehung - Geschwindigkeit Reifen/Fahrbahn-Geräusche dominant bei: Pkw ~40 km/h Lkw ~60 km/h Quelle: Müller-BBM 49

25 Vorbeifahrt mit 50 km/h im 2. Gang 50 Vorbeifahrt mit 50 km/h im 3. Gang 51

26 Vorbeifahrt mit 50 km/h im Leerlauf 52 Gemischte Vorbeifahrt 53

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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