Belagsakustik Lärmarme Beläge Grundlagen Bestimmung akustischer Kennwerte Bisherige Auswertungen/Erkenntnisse Parameter Kurze Einführung und Übersicht Belagsakustik und Lärmarme Beläge Auszüge aus Referat vom Belagsakustik Tag (BAFU, Juni 2007) Gesamte Präsentation unter Hompage BAFU Aktualisiert und ergänzut um Thema CPX - Verfahren

Emissionspegel = f (Belag) heute + 20 Jahre Massgebende Emission dBA +1.5 -1.0 +3.0 +1.0 Dynamischer Emissionswert Massnahmen, wenn Überschreitung - auf Dauer : ≥ 3 Jahre - wesentlich : ≥ 1 dBA Verkehr : + 0.02 dBA/Jahr E0 E0 : Emissionswert heute mit Referenzbelag ( STL86+) 5 10 15 20 25 30 Jahre Um was geht es? Ausgangslage neu, dynamischer Emissionswert Festlegen eine maximal, zulässigen Emission Intervention wenn Abweichung auf Dauer (>= 3Jahre) wesentlich (>=1 dBA)

Schalltechnisches Monitoring, falls EL < 0: Belagseinfluss Zeitlicher Verlauf der akustischen Eigenschaften eines Strassenbelags Abweichung gegenüber dem fiktiven Referenzbelag des Lärm-Berechnungsmodells StL-86+ Konventioneller Belag lärmmindernder Belag + dBA + dBA E EL A - AL AL < 0 EL < 0 - dBA A < 0 E > 0 Zeil, Absicht: Mit LAB Emissionen dauerhaft (über Zeit L) unter Referenzbelag zu halten. Schalltechnisches Monitoring wenn Wirkung bei Sanierung berücksichtigt wird (mit El <0) Ersatz des Belages wenn Abweichung >1dBA / mehr als drei Jahre gegenüber verfügten Belastung L L Schalltechnisches Monitoring, falls EL < 0:

Emissionspegel Veränderung innerh. Veränderung Sanierungshorizont pro Jahr Verkehrsmenge 40 – 50 % in 20 Jahren 0.07 – 0.08 dBA (2.0 – 2.5 % pro Jahr) Lastwagenanteil Verdoppelung in a.o. < 0.05 dBA in 20 Jahren i.o : < 0.10 dBA Belagsalterung 4 - 6 dBA in 20 Jahren 0.2 - 0.3 dBA Belagstyp bis 10 dBA bis 10 dBA Einfluss Verkehrsmenge und N2 auf Zunahme Gesamtlärm gering im Vergleich mit Einfluss Belagsalterung und Belagstyp

Das Reifen-Fahrbahn-Geräusch Schwingung des Pneus Anregung des Pneus beim Einlauf und Auslauf auf dem Belag „Air-Pumping“ Entspannung der beim Einlauf im Profil eingepressten Luft Bestandteile / Zusammensetzung Reifen – Fahrbahngeräusch Schallabsorption Dämpfung der Emissionen zwischen Belag und Fahrzeugboden

Übersicht Messverfahren Kurzzeit-Messung Vorbeifahrtsmethode Anhänger-Methode SEM Sichproben-Emissions- messung, nicht normiert SPB Statistical Pass-by Method ISO 11819-1 CPX Close-Proximity Method ISO 11819-2 Verfahren Leq- Messung des gesamten Verkehrs Verkehrszählung Leq /Lmax- und Geschw.-Messung einzelner Fahrzeug-Vorbeifahrten Nahfeld-Messung mit genormten Reifen in einem Messanhänger

Das SPB - Verfahren Begriffe Anhang 1.. zu Leitfaden Messung Lmax und Leq simultan Messung Einzelvorbeifahrt (Gesamtgeräusch)

Das SPB - Verfahren LW: - 4.1 PW: - 3.6 -3.6 dBA - 4.1dBA PW: - 3.6 LW: - 4.1 Belagskennwert für Mischverkehr - 3.9 dBA STL 86+ Berechung Belagskennwert aus Einzelvorbeifahrten, Verfahren gemäss Anhang 1c Leitfaden (Lmax, Leq) Bildung Mittelwert aus minimaler Anzahl Vorbeifahrten (N1 und N2 getrennt) Belagskennwert bezüglich Referenzbelag aus STL86+ Bildung des arithmetischen Mittels zu Vmittel -> arithmetischen Mittel zum Modell (Modellabweichung)

Das CPX - Verfahren Messreifensätze Messanhänger und Zugfahrzeug Zwei Messmikrofone vor und hinter den Reifen (je Seite) Gleichzeitige Messung in linker und rechter Reifenspur Messgeschwindigkeit: 50 km/h oder 80 km/h Je nach Fragestellung ein bis vier Messfahrten pro Strecke Genormtes Verfahren mit Messanhänger Messung in Anhänger (vor und hinter Reifen) Messung mit verschiedenen Reifentypen (genormt, Simulation N1 und N2)

CPX-Messsystem G+P Messung verschiedener Parameter Standort (GPS) GPS Antenne für Georeferenzierung 2 Messmikrofone IR-Sensor Belagstemperatur IR-Sensor Reifentemperatur Lufttemperatursensor Datenmodul Kamera PC mit Messsoftware Datenbank/GIS Geschwindigkeitssignal CAN-Bus-System Messung verschiedener Parameter Standort (GPS) Reifentemperatur Belagstemperatur, Lufttemperatur Geschwindigkeit Kamera (Foto, Film) Belag mit zwei Mikros pro Rad

CPX-Fragestellungen Flächendeckende Belagsgütewerte zwecks Belagsmonitoring/Emissionskataster lange Messstrecken, 1-2 Messfahrten pro Fahrstreifen Belagsforschung zwecks Belagsmonitoring/Emissionskataster kurze Messstrecken, 4 Messfahrten pro Fahrstreifen Zukunft: Absicht / Ziel Akustische Abnahmemessungen Korrelation mit Belagszustandsindexwerte

Korrelation und Umrechnung mit SPB-Messungen Exakte Georeferenzierung: N1 N2 SPB-Standort Zur Korrelation verwendete CPX-Messsegmente Vergleich der beiden Verfahren (SPB, CPX) Beurteilung des Gesamtgeräusches Auswertung nach Leq und Lmax (SPB gemäss Anhang 1c Leitfaden (Leq), Lmax nach ISO) Die CPX – Messungen korrelieren sehr gut mit den SPB - Messungen Fragen zu EMPA-97 (sonroad) Auswertung nach Rollgeräusch geht nicht. Wenn Antriebsgeräusch subtrahiert wird, gibt es negative Rollgeräusche). Der berechnete Anteil des Antriebsgeräusch nach EMPA-97 ist zu hoch. Belagsanteil besser als Modellkorrektur berücksichtigen Mit den CPX und SPB – Messungen wird das Gesamtgeräusch ausgewiesen. Die Wirkung von lärmarmen Belägen wurde immer nach demselben Verfahren gemessen und als Abweichung von vorher/nachher ausgewiesen. Der Anteil des Antriebsgeräusches ist vorher und nachher derselbe, die Differenz liegt beim Rollgeräusch.

Liniendiagramm CPX-Belagskennwerte Darstellung im Längenprofil Kunstbauten ergänzen Belagstypen ergänzen -> Belagszustandsindex ergänzen und vergleichen (Analogien?)

Karte CPX-Messergebnisse Darstellung der Messergebnisse in Arcgis (georeferenziert)

Belagskennwerte nach CPX Auswertung aller CPX Segmente (20m) Mittlerer Belag: (Auswertung aller CPX-Segmente) N1: ca.+1dBA N2: ca. -2dBA (bei 10%N1 wird das Mittel ca.0)

Belagskennwerte nach CPX Boxplot mit Belagstypen Anzahl und Alter erwähnen 3 Gruppen Beton 11mm&16mm 8mm porös Median (die Hälfte darüber, die Hälfte darunter) Box (Bereich 25 – 75 %, also 50%) Totaler Umfang (Vertikal) – 90%, somit je 5% oberhalb und unterhalb des Bereichs

Erfahrungen bisheriger CPX-Messungen Geschlossener Messanhänger ermöglicht störungsfreie Messungen auch bei dichtem Verkehr Gute Korrelation SPB (CH) – CPX CPX-Messungen zeigen grosse Streuung der akustischen Belagsgütewerte bei gewissen Belagstypen -> SPB ± Zufallswert Länge Messstrecke pro Messeinsatz: Innerorts: 30-40 km auf Nationalstrassen: ca. 200 km

Parameter (lärmarme Beläge innerorts) Nach USG muss Lärm grundsätzlich durch Massnahmen an der Quelle begrenzt werden Im Innerortsbereich sind Massnahmen im Ausbreitungsbereich meist nicht möglich oder störend Schallschutzfenster sind nur Ersatzmassnahmen, teuer Durch lärmarme Beläge könnten im Lärmschutz sehr grosse Einsparungen von mehreren 100 Mio Fr. erziehlt werden. Deshalb -> Forschungsprojekt lärmarme Beläge

Parameter der Lärmminderung Lärmminderungspotential (nicht kumulierbar) keine glatten Oberflächen 1-3 dBA (feinkörnig gegenüber glatt) kleines Grösstkorn 2-3 dBA (3 mm gegenüber 8 mm) konkave Oberfläche 3-5 dBA (gewalzt gegenüber abgestreut) durchlässige, poröse Oberfläche ca. 4 dBA (offenporig gegenüber leisen dichten Oberflächen) poröse Mineralstoffe ? Elastizität / innere Schalldämpfung 2 dBA (abgestreuter Asphalt gegenüber abgestreuter Beton) Resultat des Statusberichts (LAB innerorts, Schlussbericht 2007 aus Literaturrecherchen, Interviews und Umfrage bei Kantonen und Belagswerken Fazit: Feinkörnige, gewalzte Asphalt-Beläge, offenporig oder mit porösen Mineralstoffen

Korngrösse 2-3 dBA zunehmende Korngrösse Bedeutung für die Praxis: Resultate der Sperenberg-Versuche mit 27 verschiedenen Belagsoberflächen: offenporig, AC11, Splittmastix-Asphalt, Dünnschicht im Kalteinbau, glatt, Abstreuung auf Beton, Abstreuung auf Asphalt, Abstreuung auf Gussasphalt, Innerhalt der Belagstypen sind die Beläge nach zunehmender Korngrösse geordnet. Aufgetragen sind die Vorbeirollpegel Je grösser die Korngrösse der Beläge, desto lauter werden die verschiedenen Beläge Bedeutung für die Praxis: möglichst kleine Korngrössen verwenden

Oberflächenstruktur 3 dB Bedeutung für die Praxis: 50 km/h 80 km/h 120 km/h abgestreut gewalzt 3 dB Vorbeirollpegel verschiedene Oberflächentypen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Abgestreute Oberflächen sind lauter als gewalzte Oberflächen. Am leisesten sind die offenporigen Oberflächen offen-porig ge-walzt glatt Abstr. 1/3 2/3 Abstr. 2/5 3/5 Abstr. 5/8 Bedeutung für die Praxis: gewalzte Oberflächen sind leiser als abgestreute

Empfehlungen aus Statusbericht akustische Anforderung Belagstechnische Umsetzung kleines Grösstkorn 4-er Beläge: AC MR 4 nur für v < 60 km/h (Sicherheit) konkave Oberfläche statische Glattmantelwalzen (kein Vibrieren) keine Texturveränderung PmB Typ E Epoxyharz – OB polierresistente Mineralstoffe Elastizität Gummigranulat «dry» (in Granulatform; < 2 mm) «wet» (im Bitumen; CTS; nur Gross-baustellen) offenporig Twinlayer, EOS, Leca Zusammengefasst wurde bei der Auswahl der Beläge die folgenden wichtigsten Anforderungen herauskristallisiert. Daneben die Lösungsansätze bei der belagstechnischen Umsetzung.

Ausblick Möglichst LAB einbauen Förderung LAB durch Bund (Beiträge) Belagsmonitoring Definition von Anforderungen an Unternehmer bezüglich Belagsakustik Besten Dank für Ihr Interesse