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Lärmarme Straßendecken - Ergebnisse 1/2012

Nachstehend Auszüge aus "Die leise Innenstadtstraße", Bayerisches Landesamt für Umwelt 1/2012
(zur Komplett-Unterlage http://www.lfu.bayern.de/laerm/doc/leise_innenstadtstrasse.pdf pdf-Download)
 

Schall im Straßenverkehr

Das Rollgeräusch dominiert bei den heutigen

  • Pkw bereits ab Geschwindigkeiten von 30 bis 40 km/h und
  • Lkw ab 60 km/h und nicht mehr das Antriebsgeräusch.

Das Rollgeräusch entsteht aus der Wechselwirkung des Reifens mit der Fahrbahn:

  • Der Reifen wird beim Abrollen verformt und zu Schwingungen angeregt.
  • Die Profilklötze schlagen (trommeln) auf die Fahrbahn und werden verformt.
  • Durch Adhäsionskräfte in der Reifenaufstandsfläche entstehen Reibgeräusche. Luft wird zwischen dem Profil und der Fahrbahn eingeschlossen, verdichtet und entspannt sich plötzlich („air pumping"). Hierdurch werden Zischgeräusche erzeugt.
  • Zudem bildet die gekrümmte Lauffläche des Reifens mit der Fahrbahnoberfläche einen Schalltrichter und verstärkt den Schall noch auf seinem Ausbreitungsweg (Horn-Effekt).

Grundsätzliche Entwicklung im Straßenverkehrslärmschutz

Leise Oberflächen sollten vornehmlich aus „Plateaus und Schluchten" bestehen und nicht aus „Bergen und Tälern", damit der Reifen in seiner Aufstandsfläche nicht zusätzlich verformt und damit zu Schwingungen angeregt wird (Abb. 3a). Leise, dichte Deckschichten sollten große Amplituden bei Wellenlängen zwischen 1 und 10 mm haben, um das „air pumping"-Geräusch zu reduzieren und kleine Amplituden bei Wellenlängen von 16 bis 50 mm, um die Reifenschwingungen zu minimieren
Das Minderungspotential durch lärmtechnisch optimierte Deckschichten kann für den Innerortsbereich bis zu 5 dB(A) für Pkw betragen. Im Unterschied zu den neuentwickelten OPA mindern diese aber das Rollgeräusch von Lkw nicht.

Offenporige Asphaltdeckschichten (OPA)

Die Entwicklung der OPA begann vor ca. 60 Jahren in den USA, zunächst auf Start- und Landebahnen, um die Gefahr des Aquaplanings von Flugzeugen zu minimieren, danach auf Straßen in regenreichen
Regionen, um die Bildung von Sprühfahnen zu mindern und damit die Verkehrssicherheit zu erhöhen. Diese Deckschichten werden deshalb auch als Dränasphalt bezeichnet. Erst später wurde deren Rollgeräusch mindernde Wirkung für den Verkehrslärmschutz entdeckt (sogenannte horizontale Lärmschutzmaßnahme). In Deutschland bestehen seit 1986 Erfahrungen mit OPA . Seit 2009 sind auf Außerortsstraßen mit zulässigen Höchstgeschwindigkeiten größer 60 km/h einschichtige offenporige Asphaltdeckschichten Regelbauweise. Dabei wird von einer akustischen Lebensdauer von 8 Jahren ausgegangen.

Wirkungsweise

Die Pegelminderung basiert im Wesentlichen auf drei Faktoren:

  • Die Oberfläche, überwiegend aus „Plateaus und Schluchten", regt den Reifen nicht so sehr zu Schwingungen an.
  • Zischgeräusche durch das „air-pumping" werden reduziert.
  • Schall wird auf dem Ausbreitungsweg absorbiert. Dabei bestimmen Hohlraumgehalt, Strömungswiderstand für die Luft und Einbaudicke die absorbierenden Eigenschaften der OPA, dieim Einzelfall in Abhängigkeit von Verkehrsstärke, Verkehrszusammensetzung (Pkw- und Lkw-Anteil) sowie Fahrgeschwindigkeit optimiert werden müssen

Vorteile

  • Hohe Pegelminderungen von anfangs bis zu 10 dB(A) für Pkw-Reifen und ca. 7 dB(A) für Lkw-Reifen bezogen auf normalen Asphaltbeton,
  • Vergleichsweise angenehmes Geräusch durch Wegfall der hohen Frequenzen, daher positive Bewertung und hohe Akzeptanz bei der Bevölkerung,
  • Pegelminderung an der Quelle, d.h. Verzicht oder Reduktion von baulichen Schallschutzmaßnahmen oder Schallschutzfenstern,
  • Pegelminderung auch in größeren Entfernungen,
  • Pegelminderung auch bei nasser Fahrbahn, keine Pegelerhöhung und Frequenzverschiebung („zischen"),
  • Kein Aquaplaning,
  • Kaum Sprühfahnenbildung,
  • Kein Anspritzen der Fußgänger und Radfahrer bei Regen,
  • Kaum Blendwirkung bei Nässe und Dunkelheit,
  • Hoher Fahrkomfort, angenehmes Fahrzeuginnengeräusch,
  • Kein Vandalismus (Graffiti), wie häufig bei Lärmschutzwänden,
  • Keine Reparaturen und Wartungsarbeiten an Lärmschutzanlagen,
  • Keine aufwendige Pflege einer Begrünung einer Lärmschutzanlage,
  • Hohe Standfestigkeit bei korrektem Einbau,
  • Bessere Griffigkeit über einen längeren Zeitraum,
  • Geringe Spurrinnenbildung.

Bauverwaltung zeigt sich eher zurückhaltend in der Anwendung dieses Belagstypus. Folgende Nachteile werden gesehen:

  • Erhöhte Kosten,
  • Besondere Anforderungen an den Winterdienst,
  • Hohe Anforderungen an die Bauindustrie im gesamten Fertigungsprozess,
  • Reparaturen nur großflächig möglich,
  • Baldiges Nachlassen der akustischen Minderungswirkung bei fehlerhaftem Einbau,
  • Reinigungsverfahren noch nicht ausgereift.
  • Im Unterschied zu den lärmtechnisch optimierten dichten Deckschichten können offenporige Asphaltdeckschichten innerorts nur selten eingesetzt werden.

Resümee

Das Lärmproblem muss an der dominanten Teilschallquelle angepackt werden - beim Reifen-Fahrbahngeräusch. Die zweischichtigen offenporigen Asphaltdeckschichten sowie neuerdings die dichten lärmtechnisch optimierten Deckschichten stellen mit Pegelminderungen von 5 bis 8 dB(A) in vielen Fällen eine Lösung dar. Die Minderung wirkt sich im gesamten Straßenraum aus, auch höhere Stockwerke werden geschützt.