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Lärmarme bituminöse Strassenbeläge inner- und ausserortsRevêtements bitumineux de routesphonoabsorbants à l'intérieur et àl'extérieur des localités

Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft BUWALOffice fédéral de l'environnement, des forêts et du paysage OFEFP

Bundesamt für Strassen ASTRAOffice fédéral des routes OFROU

2002

Gemeinsamer Forschungsauftrag von Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft BUWALund Bundesamt für Strassen ASTRA

Mandat de recherche commun de l'Office fédéral del'environnement, des forêts et du paysage OFEFP et de l'Office fédéral des routes OFROU

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge inner- und ausserortsRevêtements bitumineux de routesphonoabsorbants à l'intérieur et àl'extérieur des localités

Bern, 2002

Impressum

HerausgeberBundesamt für Strassen, CH-3003 Bern, www.admin.ch/astra

AutorenHans-Jörg GrolimundRobert AttingerAndré Meister

Grolimund & Partner AGThunstrasse 101aCH-3006 Bern

BegleitungTheo Kuentz, BUWALDieter Baer, ASTRAHanspeter Gloor, Baudepartement, Kt. Aargau, Abt. TiefbauBlaise Graf, LutryChristian Angst, IMP Bautest AGFrank Steiner, Weibel AG

BezugBBL/EDMZ, CH-3003 BernFax 031 325 50 58E-Mail: [email protected]: www.admin.ch/EDMZ

Bestellnummer308.202.D

PreisFr. 40.- (inkl. MWSt)

ASTRA, 2002

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Vorwort

I

VORWORT

Das Umweltschutzgesetz verlangt die lärmtechnische Sanierungbestehender Anlagen, wenn sie wesentlich zur Überschreitungder Immissionsgrenzwerte beitragen. Dabei sind prioritär emissi-onsbegrenzende Massnahmen, dh. Massnahmen an der Quelleanzuordnen, vor jenen im Schallausbreitungsbereich oder beimEmpfänger.

Eine der möglichen emissionsbegrenzenden Massnahmen beiStrassen sind lärmarme bituminöse Strassenbeläge. Sie beein-trächtigen weder das Orts- und Landschaftsbild noch die Ver-kehrssicherheit. Zudem können sie praktisch überall zur Anwen-dung kommen. Entsprechend gross ist ihre Bedeutung im Rah-men der Strassenlärmsanierungen.

Für den Innerortsbereich sind lärmarme bituminöse Beläge be-sonders inte-ressant. Hier stellen sie oft die einzige anlageseitigrealisierbare Massnahme dar. Zudem übersteigt der Sanierungs-umfang innerorts jenen ausserorts bei weitem.

Die sachgerechte Berücksichtigung lärmarmer bituminöser Belä-ge im Rahmen der Strassenlärmsanierungen ist aber nur mög-lich, wenn entsprechende Grundlagen zur Verfügung stehen. Essind dies einerseits akustische Daten für die Berechnung derPegelminderungen, und andererseits belagstechnische Angabenfür die bauliche Realisierung der lärmarmen Beläge.

Diese akustischen und belagstechnischen Grundlagen werdennormalerweise in Normen geregelt. Dazu müssen aber vorerstdie entsprechenden Kenndaten und Erfahrungen aufgearbeitetund mittels Reihenuntersuchungen überprüft werden.

Mit dem vorliegenden Bericht setzen ASTRA und BUWAL ge-meinsam den hierfür notwendigen Prozess in Gang. Der Berichtenthält Angaben für den Bau lärmarmer bituminöser Strassen-beläge innerorts und ausserorts, sowie Vorschläge für die weitereakustische und belagstechnische Entwicklung und Überwachungder Beläge.

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Inhaltsverzeichnis

III

INHALTSVERZEICHNIS Seite

VORWORT I

INHALTSVERZEICHNIS III

ZUSAMMENFASSUNG V

RÉSUMÉ VII

1 AUFTRAG 11.1 Ausgangslage 11.2 Methodik 11.3 Vorgehen 3

2 EVALUATION LÄRMARMER BITUMINÖSER BELÄGE 52.1 Hauptparameter der Geräuschentstehung 52.2 Messmethoden der akustischen Belagsgüte 62.3 Ergebnisse schweizerische Messungen 72.4 Evaluation der zu untersuchenden Beläge 8

3 CHARAKTERISTIKEN DER EVALUIERTEN BITUMINÖSENBELÄGE 11

3.1 Einschichtige Drainbeläge (DRA) 113.2 Zweischichtige Drainbeläge 153.3 Splittmastixasphalt (SMA) 173.4 Rauhasphalt (MR) 223.5 Bétons bitumineux très minces (BBTM) 223.6 Lärmmindernde Dünnschichtdecken (LDD) 253.7 Splittasphalt (SPA) 26

4 EMPFEHLUNGEN FÜR LÄRMARME BITUMINÖSE BELÄGEINNERORTS 29

4.1 Allgemeine Grundsätze 294.2 Massgebende Parameter 294.3 Technischer Beschrieb 334.4 Akustische Anforderungen 354.5 Vorgaben für Strassensanierungsprogramme 36

5 EMPFEHLUNGEN FÜR LÄRMARME BITUMINÖSE BELÄGEAUSSERORTS 37

5.1 Allgemeine Grundsätze 375.2 Massgebende Parameter 385.3 Technischer Beschrieb 405.4 Akustische Anforderungen 425.5 Vorgaben für Strassensanierungsprogramme 42

6 WEITERES VORGEHEN 436.1 Allgemeines 436.2 Lärmarme bituminöse Beläge innerorts 456.3 Lärmarme bituminöse Beläge ausserorts 46

LITERATUR 47

ABKÜRZUNGEN 51

ANHANG 53

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Zusammenfassung

V

ZUSAMMENFASSUNG

AuftragIn einem gemeinsamen Auftrag von BUWAL und ASTRA solltendie Grundlagen für den Bau lärmarmer Strassenbeläge zusam-mengestellt werden. Hauptziel waren dabei verlässliche akusti-sche Kennwerte für die Sanierungsplanung und ein technischerBeschrieb für deren bauliche Realisierung.

Zu diesem Zweck wurden aufgrund vorhandener akustischerBelagsgütemessungen die potentiell lärmarmen bituminösenBeläge evaluiert, die akustischen und die belagstechnischenKenndaten dieser Beläge erhoben und miteinander korreliert und,gestützt darauf, konstruktive Empfehlungen für den Bau lärmar-mer bituminöser Beläge innerorts und ausserorts erarbeitet.

InnerortsFür die breite Anwendung im niedrigen Geschwindigkeitsbereichkommen beim heutigen Kenntnisstand nur dichte Strassenbelägein Frage.

Normengerecht eingebaute dichte Beläge sind aber heute nochentweder überhaupt nicht oder zumindest nicht dauerhaft lär-marm. Selbst Beläge mit guten Anfangswerten unmittelbar nachdem Einbau verlieren ihre pegelmindernde Wirkung relativ rasch.Lärmarme bituminöse Beläge bedingen somit zusätzliche, dieNormen ergänzende Anforderungen.

Die akustischen Eigenschaften eines dichten Belags werden imwesentlichen von seiner Oberflächentextur bestimmt. Gute An-fangswerte werden mit Korngrössen 0/6 und 0/8 mit einer starkenAusfallkörnung erreicht. Von grosser Bedeutung ist ein korrekterEinbau.

Die akustisch günstige Oberflächentextur muss aber auch mög-lichst lange erhalten bleiben. Hier liegt eine der Hauptaufgabender weiteren Entwicklung lärmarmer bituminöser dichter Beläge.Sie müssen resistent gegenüber thermisch bedingten Verände-rungen der Oberflächentextur werden und hohen Anforderungenbezüglich der Abriebfestigkeit genügen. Dies bedingt Anpassun-gen beim Bindemittel und bei der Wahl der Zuschlagstoffe.

Beim heutigen Kenntnisstand eignen sich am besten Dünn-schichtbeläge mit einer Siebkurve 0/6mm oder 0/8 mm mit einerstarken Ausfallkörnung und porösen, polierresistenten Mineral-stoffen. Die Beläge werden mit Schichtdicken zwischen 15 und25 mm eingebaut.

Die erreichbaren Anfangswerte liegen 3-4 dBA unter dem Refe-renzwert für einen durchschnittlichen Asphaltbelag. Die akusti-sche Lebensdauer dürfte ca. 10 Jahre betragen. Die relativ kurzeLebensdauer wird durch die gegenüber anderen Belägen gerin-geren Einbaukosten zumindest teilweise kompensiert.

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Zusammenfassung

VI

AusserortsFür den höheren Geschwindigkeitsbereich und insbesondere fürAutobahnen stehen einschichtige Drainbeläge im Vordergrund.Die Beläge wurden in den letzten Jahren stark weiterentwickeltund optimiert. Die bisherigen Erfahrungen mit den Belägen derneuesten Generation mit Hohlraumgehalten von 22-25% lassensowohl gute akustische als auch sehr gute mechanische Lang-zeitverhalten erwarten. In der revidierten Drainasphaltnorm sinddie entsprechenden Anforderungen festgelegt.

Die offene Bauart der Drainbeläge bedingt aber besondere be-triebliche Gegebenheiten und zusätzliche Massnahmen beimUnterhalt. Sie sind nur solange lärmarm, wie die Hohlräume nichtverstopft sind. Dies erfordert Fahrgeschwindigkeiten von minde-stens 80 km/h für die ausreichende Selbstreinigung durch denVerkehr. Die offenen Poren begünstigen im weiteren eine rasche-re Vereisung. In höheren Lagen über 600 m.ü.M. ist der Einbauvon Drainbelägen daher nicht angezeigt. In tieferen Lagen sindAnpassungen beim Winterdienst notwendig.

Im Neuzustand sind Werte von 5 dBA und mehr unter dem Refe-renzmodell STL-86+ zu erwarten. Schlüssige Erfahrungswerteüber das akustische Langzeitverhalten werden erst in einigenJahren vorliegen. Aufgrund der bislang vorliegenden Reihenun-tersuchungen sind aber keine besonderen Probleme zu erwarten.

Wo der Einbau eines Drainbelags nicht möglich ist, beispielswei-se in Höhenlagen über 600 m.ü.M. oder im Geschwindigkeitsbe-reich unter 80 km/h, können dichte Beläge zum Einsatz kommen.Dabei gelten grundsätzlich die gleichen Anforderungen wie fürdichte lärmarme Strassenbeläge innerorts.

Weiteres VorgehenFür die effiziente Erfassung der relevanten Grössen lärmarmerBeläge sind Weiterentwicklungen der Messtechnik erforderlich.Sie betreffen die akustische Messtechnik und die Erfassung derOberflächentextur. Beide Bereiche sind zu verfeinern und mit denschweizerischen und europäischen Entwicklungen zu koordinie-ren.

Aufgrund der Erkenntnisse des vorliegenden Berichts sind insbe-sondere für den Innerorts-, aber auch für den AusserortsbereichTestbeläge einzubauen und akustisch wie auch belagstechnischmittels Reihenuntersuchungen über längere Zeit zu begleiten.

Die Arbeitsgruppe „Lärmarme bituminöse Strassenbeläge“ desASTRA/ BUWAL stellt sich für die aktive Begleitung dieser Ar-beiten zur Verfügung. Sie koordiniert die Untersuchungen anTestbelägen, sammelt die Ergebnisse gesamtschweizerisch undstellt sie periodisch den interessierten Kreisen zur Verfügung. Diegesammelten Daten und Erfahrungen dienen als Grundlage füreine spätere normative Regelung lärmarmer bituminöser Beläge.

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Résumé

VII

RESUME

MANDATSituationactuelle

Depuis quelques années, l’intérêt que l’on porte aux revêtementsbitumineux peu bruyants s’accroît toujours. Ils représentent unedes mesures d’assainissement les plus importantes. Le besoind’assainissement en milieu urbain est nettement supérieur à celuisur les routes à l’extérieur des localités.

La pose de revêtements bitumineux peu bruyants, visant à limiterles émissions sonores, représente, au sens de l’Ordonnance surla protection contre le bruit (OPB), une mesure réalisable sur leplan technique et de l’exploitation de l’installation routière. Parailleurs, cette mesure est économiquement supportable.

De tels revêtements ne portent pratiquement aucun préjudice ni àla protection sites, de la nature, ni à la sécurité du trafic. Les re-vêtements bitumineux peu bruyants sont également intéressantsdu point de vue économique. Ces revêtements peuvent être po-sés lors du renouvellement de la couche de roulement etn’engendrent ainsi pas de coûts supplémentaires. Au contraire,grâce à leurs performances acoustiques avantageuses, les dé-penses pour des mesures de construction contre le bruit (écransantibruit, fenêtres insonorisantes, etc.) sont moindres.

Le coût pour les assainissements en matière de bruit routier,estimé sur la base des cadastres de bruit routier et des pro-grammes d'assainissement déjà approuvés, se monte environ à3.0 - 3.5 milliards de francs. Avec une diminution des émissions àla source de 3 dBA, ce coût pourrait être réduit de moitié.

Buts de l’étude Le mandant commun de l‘OFEFP et l‘OFROU avait pour but derecueillir les bases nécessaires pour la construction de revête-ments bitumineux peu bruyants. Les revêtements peu bruyantssont caractérisés par une valeur initiale de réduction du bruit (A),une faible diminution de la réduction du bruit dans le temps (R) etune durée de vie acoustique aussi longue que possible (L) (cf.illustration 1-2).

Dans le cadre de cette étude, il s‘agissait de répondre principa-lement aux deux questions suivantes:

1. A quelles exigences un revêtement routier peu bruyant enmilieu urbain et sur les routes à l’extérieur des localités doit-ilsatisfaire pour qu'il présente une réduction de bruit aussi im-portante que possible après sa mise en œuvre ?

2. Comment faire pour maintenir les bonnes caractéristiquesacoustiques initiales au cours du temps ?

Démarche Les revêtements potentiellement peu bruyants ont été évaluéssur la base des mesures acoustiques existantes. Ensuite, desdonnées acoustiques et routières ont été relevées pour ces re-vêtements. Les résultats ont été analysés et comparés pour éla-borer des recommandations concernant la construction de revê-tements bitumineux peu bruyants en milieu urbain et sur les rou-tes à l’extérieur des localités.


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Les travaux ont été accompagnés par un groupe de travail com-posé de représentants de la Confédération, des cantons etd‘experts en matière de la technique et de la construction derevêtements routiers.

EVALUATION DES REVETEMENTS BITUMINEUX PEUBRUYANTS

Paramètresdéterminantspour la généra-tion du bruit

Le bruit total d'un véhicule se compose de plusieurs sources debruit (chaussée, véhicule, météorologie, pneus) qui dépendentencore de plusieurs facteurs. L'illustration 2-1 donne un aperçudes paramètres déterminants pour la génération du bruit.

Le potentiel de réduction des pneumatiques (construction, profildu pneu) est estimé à 1-3 dBA. Par contre, celui de la chausséepeut être estimé jusqu'à 10 dBA. Ainsi, des réductions considé-rables au niveau du bruit sont possibles en optimisant les pneu-matiques et la couche de roulement.

La génération du bruit de roulement est déterminée principale-ment par les quatre paramètres suivants: la rugosité, la granulo-métrie, la porosité et l’épaisseur de la couche de roulement.

Méthodes pourmesurer lescaractéristiquesacoustiquesd’un revête-ment

Dans le cadre des assainissements de bruit, des mesures desniveaux de bruit de véhicules isolés se sont imposées à l'échelleeuropéenne. Les émissions de véhicules isolés appartenant aucollectif de trafic normal sont mesurées et évaluées statistique-ment. Deux niveaux d’émission différents peuvent alors être me-surés, soit :

• le niveau de bruit maximal (Lmax),

• le niveau de bruit moyen (Leq)

En Allemagne et en France, on mesure le niveau de bruit maxi-mal (Lmax) de véhicules isolés (à une distance de 7.5 m et à unehauteur de 1.2 m par rapport au niveau routier) et la vitesse mo-mentanée du véhicule (selon la norme d'ISO 11819-1).

En Suisse, au lieu du Lmax, on mesure le Leq qui est définicomme valeur de référence pour le bruit dans l‘Ordonnance pourla protection contre le bruit (OPB). Une comparaison directe estpossible entre les mesures européennes et les mesures selon lemodèle de calcul STL-86+ de l‘EMPA. Ce modèle est utilisécomme modèle de référence dans ce rapport.

Résultats desmesures suis-ses

Les résultats représentés dans les illustrations 2-2 et 2-3 se ba-sent sur les niveaux d’émission moyens (Leq) mesurés. Tous lesrésultats de mesure sont normalisés sur un trafic mixte avec 10%de poids lourds et comparés au modèle de calcul STL-86+suisse. Des écarts négatifs par rapport au modèle indiquent desrevêtements bitumineux peu bruyants. Par contre, des écartspositifs indiquent des revêtements plus bruyants que la moyenne.

Les résultats de mesures en milieu urbain (illustration 2-2) et àl’extérieur des localités (cf. illustrations 2-3) démontrent que:

• les caractéristiques acoustiques sont très différentes entreles différents types de revêtements.

• au sein du même type de revêtements, les différences des


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niveaux de bruit mesurés sont également très importantes.Elles s'élèvent en moyenne à environ 4-5 dBA.

Evaluation desrevêtements àanalyser

L'influence du revêtement sur l'émission de bruit est énorme,aussi bien en milieu urbain que sur les autoroutes.

Les revêtements drainants disposent d‘un potentiel de réductionde bruit élevé. Quant aux revêtements fermés, ce sont surtout lesmacrorugueux, les Splittmastix et les couches minces (BBTM,LDD, Splittasphalt) qui semblent intéressants du point de vueacoustique.

Ce sont ces types de revêtement qui ont été analysés et évaluésdans la présente étude.

CARACTERISITQUES DES REVETEMENTS BITUMINEUXEVALUES

Revêtementsdrainants mo-nocouches(DRA)

A l’état neuf, le potentiel de réduction du bruit des revêtementsdrainants est incontestablement élevé. Les expériences euro-péennes relatives à l‘évolution des caractéristiques acoustiquesdans le temps sont toutefois hétérogènes. Des mesures en Alle-magne (cf. illustration 3-1 et 3-2) et en Suisse (cf. illustration 3-4)montrent un comportement stable. Celles en France (cf. illustra-tion 3-3), en revanche, montrent que la réduction du bruits‘affaiblit au cours du temps.

Le mauvais comportement du vieillissement de certains revête-ments est lié aux matériaux utilisés, à la mise en œuvre, à lateneur en vides, aux liants, etc. Ces différences expliquent engrande partie les évolutions variables des caractéristiquesacoustiques des différents revêtements drainants. Les revête-ments sont en outre exposés à des conditions d'exploitation exté-rieures différentes, ce qui influence largement l’effetd’autonettoyage.

Aujourd'hui, on observe un abandon complet des revêtementsdrainants monocouche en milieu urbain. Le colmatage importantet le faible effet d‘autonettoyage limitent trop la durée de vieacoustique de ces revêtements.

Revêtementsdrainants bi-couches

Les revêtements drainants à deux couches est un concept pro-metteur pour réduire le bruit en milieu urbain (cf. illustration 3-5).Il peut aussi être appliqué sur des voies de contournement.

Des revêtements drainants bicouches sont plus onéreuxd‘environ 50% par rapport aux revêtements drainants mono-couches. En ce qui concerne le service hivernal, ces revêtementssemblent montrer des qualités plus favorables que les revête-ments monocouches. Les problèmes liés à une apparition accruede verglas sont très rares, puisque le sel reste plus longtemps àla surface.

Splittmastixas-phalte (SMA)

Le revêtement Splittmastix est un revêtement traditionnel enSuisse. Des investigations détaillées ont été menées au sujetdes paramètres routiers de ce revêtement, afin de les mettre enrelation avec les paramètres acoustiques. L‘annexe A2 contientla description et les résultats détaillés de cette étude. Les pointsprincipaux sont résumés ci-dessous.


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En milieu urbain, la réduction du bruit des revêtements SMA àfine granularité (0/5, 0/6 et 0/8) s‘élève à 2-3 dBA. Sur la plupartdes planches d'essai examinées, plus aucune réduction de bruitn'est mesurable après 4 ans (cf. illustration 3-7). Les revêtementsSMA et les SMA 0/11 en particulier, montrent une évolution insa-tisfaisante des caractéristiques acoustiques dans le temps.

Une étude approfondie des paramètres routiers sur des revête-ments SMA a apporté des résultats intéressants et utiles pourl‘amélioration des revêtements bitumineux peu bruyants. Cetteétude a montré que la mise en œuvre et plus particulièrement lejeu des rouleaux influencent de manière significative les caracté-ristiques acoustiques du revêtement (cf. illustrations 3-8 à 3-12).

Les investigations menées portaient seulement sur les revête-ments SMA. Cependant, ces résultats peuvent être reportés paranalogie aussi sur d'autres revêtements fermés.

Macrorugueux(MR)

Les données disponibles sont insuffisantes pour une évaluationfinale des caractéristiques acoustiques des revêtements marcro-rugueux. Le potentiel de réduction de bruit des macrorugeux estprobablement comparable à celui des SMA.

Bétons bitumi-neux très min-ces (BBTM)

Les bétons bitumineux très minces (BBTM) sont utilisés enFrance seulement depuis quelques années. A l‘état neuf, cesrevêtements montrent des caractéristiques acoustiques très inté-ressantes (cf. illustration 3-13). Des bétons bitumineux très min-ces de type II avec un pourcentage de vides entre 18 et 25% ontété posés aussi bien sur des autoroutes qu‘en milieu urbain. Lecomportement à long terme des ces revêtements et en particulierde ces BBTM poreux, n'est aujourd'hui pas encore connu et doitêtre suivi et documenté par des mesures adéquates. Aujourd‘hui,l‘évolution des caractéristiques acoustiques des revêtementsbitumineux très minces ne peut pas être évaluée de manièredéfinitive.

En France, la mise en œuvre de bétons bitumineux très mincesreprésente une technique de renouvellement de la chaussée. Ladurée de vie attendue des ces revêtements est inférieure à celledes revêtements de roulement traditionnels.

Pour que les bétons bitumineux très minces puissent être appli-qués en tant que mesure d‘assainissement du bruit, il est néces-saire de pouvoir garantir que la réduction du bruit sur ces revê-tements reste stable sur toute leur durée de vie mécanique.

Revêtementsphonoabsor-bants en cou-ches minces(LDD)

En Autriche, il existe une norme pour les couches de roulementminces, considérées comme peu bruyantes. La composition gra-nulaire de ce type de revêtement est fortement discontinue et lateneur en sable est plus faible que pour des revêtements tradi-tionnels. La teneur en vides de ces revêtements s‘élève à 12-15%.A l‘état neuf, le potentiel de réduction du bruit de ces revête-ments minces est comparable à celui des revêtements drainants.Il n‘existe malheureusement pas de séries temporelles de mesu-res de bruit sur des LDD. Les données actuellement disponiblesne permettent pas de déterminer l‘évolution des caractéristiquesacoustiques dans le temps.


XI

Splittasphalt(SPA)

A l‘état neuf, les revêtements „Spittasphalt“ mis en œuvre enSuisse, montrent une réduction du bruit jusqu‘à 5 dBA par rap-port au modèle STL-86+. Malheureusement, ces revêtementsperdent leurs bonnes caractéristiques acoustiques après quel-ques années (cf. illustrations 3-15 et 3-16).

A l‘état neuf, les revêtements SPA montrent une bonne texturede surface du point de vue acoustique. Probablement, cette tex-ture de surface peut être modifiée au cours du temps, suite auxeffets thermiques et mécaniques. Les paramètres routiers doi-vent être modifiés de telle manière que la bonne texture de sur-face initiale soit conservée le plus longtemps possible.

RECOMMANDATIONS POUR DES REVETEMENTS BITUMINEUXPEU BRUYANTS EN MILIEU URBAIN

Principes Aujourd‘hui, pour l’application à grande échelle en milieu urbain,seule la mise en œuvre de revêtements fermés entre en ligne decompte.

Cependant, des revêtements fermés mis en œuvre selon lesexigences définies dans les normes, ne peuvent pas être consi-dérés comme étant des revêtements bitumineux peu bruyants.Les revêtements présentant des réductions de bruit intéressantesà l‘état neuf perdent leurs bonnes caractéristiques acoustiquesaprès quelques années.

La réalisation de revêtements bitumineux peu bruyants nécessitedes exigences supplémentaires par rapport à celles décritesdans les normes.

Paramètresdéterminants

Les caractéristiques acoustiques des revêtements fermés sontdéterminées dans l'essentiel par leur texture de surface. Sur desrevêtements avec une courbe granulométrique 0/6 ou 0/8, desréductions de bruit importantes ont été observées à l’état neuf.La mise en œuvre selon les règles de l‘art est également déter-minante pour les caractéristiques acoustiques du revêtement. Letableau 4-1 montre les paramètres routiers déterminants descaractéristiques acoustiques d‘un revêtement fermé.

La texture de surface acoustiquement favorable d’un revêtementdoit être maintenue aussi longtemps que possible. Comment ?C‘est une des pistes principales à poursuivre lors du développe-ment futur des revêtements fermés peu bruyants.

Les revêtements bitumineux peu bruyants doivent résister auxmodifications de texture de surface, dues à l’effet thermique et ilsdoivent satisfaire aux exigences élevées concernant la résistanceà l'abrasion. Ces paramètres doivent être pris en considérationlors du choix du liant et des ajouts.

Les revêtements en couche mince, avec une courbe granulomé-trique 0/6mm ou 0/8 mm fortement discontinue, (cf. illustration 4-1) et l‘utilisation de granulats poreux, résistants à l‘abrasion,semblent satisfaire au mieux à ces exigences. Ces revêtementssont mis en œuvre avec une épaisseur entre 15 et 25 mm.

Les émissions de bruit se situent entre 3 et 4 dBA en dessous dela valeur de référence pour des revêtements AB. La durée de vieacoustique est estimée à environ 10 ans. Cette durée de vie re-lativement courte est compensée, au moins en partie, par un coût


XII

plus avantageux pour la mise en œuvre par rapport aux revête-ments traditionnels.

Descriptiontechnique

Un revêtement fermé et peu bruyant en milieu urbain (revêtementstandard) doit satisfaire aux exigences résumées dans le tableauci-dessous (cf. tableau 4-3).

Revêtement peu bruyant standard en milieu urbain

Champsd’application

• Vitesse du trafic < 60 km/h• Route en milieu urbain. La protection contre

le bruit est prioritaire.

Normesdéterminantes

• En Suisse, il n’existe actuellement pas denorme pour la construction d’un revêtementfermé et peu bruyant à long terme.

Super-structure

• Dimensionnement de la superstructure selonla norme SN 640 324 [33].

Courbe gra-nulométrique

• Granulométrie 0/6mm ou 0/8mm• Courbe granulométrique fortement disconti-

nue

Matériaux • Granulats durs et résistants au polissageselon norme VSS 670 710e [32]

• Bitume de caoutchouc ou/et ajout de caout-chouc

• Ev. matériaux poreux (p.ex. scorie de hautfourneau)

Teneur envides

• Teneur en vides Marshall entre 5 et 8%

Epaisseur • 15 à 25 mm

Mise enœuvre

• La macrotexture doit être conservée lors ducompactage

• Pas de rouleau pneumatique• Pas de rouleau vibrateur• Conditions météorologiques optimales lors

de la mise en œuvre (seulement en été)

Exploitation etentretien

Pas de remarques particulières.

Exigencesacoustiques

A l‘état neuf, la valeur de réduction du bruit des revêtements peubruyants doit s‘élever au moins à 3 dBA par rapport au modèleSTL-86+. La fin de la durée de vie acoustique est atteinte aussi-tôt que la réduction de bruit mesurée est plus faible que 1 dBApar rapport au modèle à STL-86+ (cf. illustration 4-2). Des revê-tements qui ne satisfont pas ou plus à ces exigences, ne peuventpas être considérés comme des revêtements bitumineux peubruyants.


XIII

RECOMMANDATION POUR DES REVETEMENTS BITUMINEUXPEU BRUYANTS SUR LES ROUTES A L’EXTERIEUR DESLOCALITES

Principes Pour le régime de vitesse plus élevé, en particulier pour les auto-routes, ce sont les revêtements drainants qui s‘imposent. Cesrevêtements ont été considérablement améliorés ces dernièresannées. Suite à l‘expérience avec la dernière génération desrevêtements drainants (DRA) avec une teneur en vides entre 22et 25%, on peut s‘attendre à un très bon comportement, aussibien au niveau acoustique qu‘au niveau mécanique. Les exigen-ces correspondantes sont définies dans la norme révisée desrevêtements drainants.

Paramètresdéterminants

La structure poreuse des revêtements drainants nécessite desmesures particulières, notamment en ce qui concernel‘exploitation et l‘entretien. Ces revêtements restent phonoabsor-bants, aussi longtemps que les pores ne sont pas colmatés.L‘effet autonettoyant du trafic n‘est seulement efficace si la vi-tesse moyenne des véhicules atteint au moins de 80km/h. Lastructure poreuse de ce revêtement peut provoquer des appari-tions précoces de verglas. Au-dessus de 600m d‘altitude, la posede revêtements drainants est déconseillée. En plaine, le com-portement spécifique des revêtements drainants nécessite uneadaptation du service hivernal. Les paramètres déterminantspour la formulation, la mise en œuvre, l‘entretien et l‘exploitationdes revêtements drainants sont représentés dans le tableau 5-1et pondérés sur la base de critères acoustiques selon quatrepriorités.A l‘état neuf, on peut s‘attendre à des valeurs d‘émission inférieu-res de 5 dBA et davantage par rapport au modèle de référenceSTL-86+. Des valeurs empiriques définitives concernantl‘évolution des caractéristiques acoustiques seront seulementdisponibles dans quelques années. Cependant, les études me-nées jusqu‘à présent n‘ont pas montré de problèmes majeurs.

Si la mise en œuvre de revêtements drainants n‘est pas con-seillée, par exemple au-dessus de 600m d’altitude, des revête-ments fermés doivent alors être appliqués. Ces revêtementsfermés sur les routes à l’extérieur des localités doivent satisfaireaux mêmes exigences qu‘en milieu urbain.

Descriptiontechnique

Les exigences d’un revêtement bitumineux poreux peu bruyantsur les routes à l’extérieur des localités sont résumées dans letableau ci-dessous.


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Revêtement drainant

Champsd’application

• Routes et autoroutes avec une vitesse d’aumoins 80 km/h (effet d’autonettoyage)

• Altitude < 600 m (service hivernal)

• Pas de véhicules agricoles et pas de trafic dechantier (colmatage)

Normesdéterminantes

• Revêtements en enrobé drainant, nome VSS[30]

Super-structure

• Dimensionnement de la superstructure selonla norme SN 640 324 [33].

Courbe gra-nulométrique

• 0/11mm revêtement standard

• 0/8 mm revêtement recommandé, mais ilne figure pas dans la norme.

Matériaux • Selon les normes VSS [32], [30], etc.

Teneur envides

• Selon les normes VSS [30]

Epaisseur • Selon les normes VSS [30]

Mise enœuvre

• Selon les normes VSS [30]

Exploitation etentretien

• Le service hivernal doit être adapté aux ca-ractéristiques spécifiques des revêtementsdrainants.

Exigencesacoustiques

Sur un DRA 0/11 avec une teneur en vides de 22-25%, la valeurde réduction du bruit à l‘état neuf doit s'élever à au moins 5 dBAaprès la mise en œuvre. La fin de la durée de vie acoustique d'unrevêtement drainant est atteinte aussitôt que la réduction de bruitmesurée est plus faible que 3 dBA par rapport au modèle STL-86+ (cf. illustration 5-1).

SUITE DES TRAVAUX

Généralités Des développements ultérieurs de la technique de mesure sontnécessaires pour permettre une saisie efficace des paramètresdéterminants des revêtements bitumineux peu bruyants. Il s’agitnotamment des techniques de mesures acoustiques et du relevéde la texture de surface (cf. illustrations 6-1 et 6-2). Dans lesdeux domaines, les travaux menés en Suisse sont à coordonneravec les développements européens.

Revêtementsbitumineux peubruyants enmilieu urbain

Il est nécessaire de réaliser des revêtements test en milieu urbainen tenant compte des recommandations formulées dans le pré-sent rapport. Les paramètres acoustiques et routiers de cesplanches d’essai doivent être suivis au moyen de mesures régu-lières pendant plusieurs années.

Pour ce faire, il faut prévoir de suivre 5 à 10 planches d’essaid’au moins 100 m de long. Les matériaux et la mise en œuvredoivent satisfaire aux exigences décrites dans le chapitre 4 de cerapport. Les revêtements testés doivent être suivis au moyen de


XV

mesures acoustiques et de paramètres routiers.

Les revêtements test servent à évaluer les exigences formulées(cf. chap. 4.3) et à les adapter au besoin. L’expérience acquiseavec ces planches d’essai permettra d’optimiser continuellementles revêtements peu bruyants.

Une planche d’essai avec un revêtement drainant bicouche peutégalement être envisagé. Les études menées à l’étranger ausujet des revêtements drainants bicouches et surtout aux Pays-Bas, sont également à suivre et à prendre en considération.

Le groupe de travail "Revêtements bitumineux peu bruyants" deL’OFROU/OFEFP coordonne les travaux dans le cadre des re-vêtements test sur des planches d’essai, rassemble les résultatsau niveau suisse et les met à disposition aux milieux intéressés.

Les données recueillies et l’expérience ainsi acquise servent debase pour un projet de norme ultérieur en ce qui concerne lesrevêtements bitumineux peu bruyants.L’évolution des caractéristiques acoustiques des différents revê-tements test doit être documentée par des mesures de bruit ré-gulières (au moins une fois par année). Il s’agit de mesurer aussibien des revêtements traditionnels que les nouveaux revête-ments test mis en œuvre sur des planches d’essai. Des mesuresde la texture de la surface du revêtement sont également à pré-voir. Le programme de mesure suivant est proposé :

• Continuer les mesures sur des revêtements Splittmastix(SMA) et macrorugueux (MR), en prenant en considérationles séries de mesures existantes.

• Nouvelles mesures sur des revêtements tests. Environ 5-10lieux de mesure sont à évaluer.

Il en résulte environ 20-30 mesures de bruit par année, qui sont àcompléter avec des relevés de paramètres routiers. Les résultatssont résumés et commentés annuellement dans un rapport.

À l'étranger, l’évolution des caractéristiques acoustiques desrevêtements est également mesurée et documentée. Les résul-tats étrangers peuvent donner des indications précieuses pour ledéveloppement des revêtements bitumineux peu bruyants enSuisse. Il est important de suivre les travaux menés en Europe etde prendre en considération les nouvelles connaissances.

Revêtementsbitumineux peubruyants surdes routes àl’extérieur deslocalités

Actuellement, il n’existe pas des revêtements fermés et peubruyants pour l’application sur les routes à l’extérieur des locali-tés. Nous proposons de mettre en œuvre des revêtements testen couches minces sur 2-5 tronçons et de suivre l’évolution deleurs caractéristiques acoustiques et des paramètres routiers, aumoyen de mesures adéquates.

Comme optimisation du DRA 0/11, le DRA 0/8, avec sa granula-rité plus fine doit également être évalué. Le DRA 0/8 montre descaractéristiques acoustiques encore plus favorables que le DRA0/11mm. Nous proposons d’évaluer 2-4 revêtements test sur destronçons d’au moins 100 m de long.

L’évolution des caractéristiques acoustiques des revêtementsexistants (surtout dans les cantons de Vaud et d’Argovie) doitêtre surveillée ces prochaines années. Avec la surveillance desrevêtements test, il faut s’attendre à environ 15 mesures de bruit


XVI

qui sont à compléter par des mesures de paramètres routiers.Les résultats sont résumés et commentés annuellement dans unrapport.

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Auftrag

1

1 AUFTRAG

1.1 AUSGANGSLAGE

GesetzlicheGrundlagen

Das Umweltschutzgesetz (USG) und die Lärmschutzverordnung(LSV) des Bundes verpflichten Kantone und Gemeinden, beste-hende Strassen lärmtechnisch zu sanieren, wenn sie wesentlichzur Überschreitung der Immissionsgrenzwerte beitragen.

Bedeutung imRahmen derSanierungspla-nung

Aufgrund von Strassenlärmkatastern und bereits bewilligten Sa-nierungsprogrammen werden die Kosten dieser Sanierungen auf3.0 bis 3.5 Milliarden Franken geschätzt. Durch eine Verminde-rung der Emissionen an der Quelle um 3 dBA könnten diese Ko-sten auf etwa die Hälfte reduziert werden.

Messungen zeigen, dass mit lärmarmen bituminösen Strassen-belägen Pegelreduktionen in dieser Grössenordnung durchausmöglich sind. Das Sparpotential solcher Beläge liegt somit in derGrössenordnung von 1.5 Milliarden Franken.

Entsprechend gross ist die Bedeutung der bituminösen Stra-ssenbeläge im Rahmen der Strassenlärmsanierungen. Als emis-sionsbegrenzende Massnahme kommt ihnen nach schweizeri-schem Umweltschutzrecht ohnehin erste Priorität zu. Zudemstellen sie eine der wenigen, praktisch überall einsetzbaren Sa-nierungsmöglichkeiten dar und beeinflussen weder die Ver-kehrssicherheit noch das Ortsbild.

Auftrag Zur Zeit fehlen aber sowohl auf akustischer wie auch belagstech-nischer Seite verlässliche Grundlagen, um den Belag als Mass-nahme sachgerecht in die Sanierungsplanung mit einzubeziehen.In einem gemeinsamen Auftrag von BUWAL und ASTRA solltendeshalb die aktuellen Erkenntnisse bezüglich lärmarmer bitumi-nöser Strassenbeläge zusammengetragen und, gestützt darauf,Empfehlungen für den Bau lärmarmer bituminöser Beläge erar-beitet werden.

1.2 METHODIK

Referenzmodell Das EMPA-Berechnungsmodell STL-86+ dient in der Schweiz alsReferenz für die Berechnung von Strassenlärmbelastungen. Esbasiert auf einer Regressionsrechnung von Messdaten umfang-reicher schweizerischer Messungen an Mischverkehr auf As-phaltbelägen. Das Modell wird für die vorliegenden Untersuchun-gen als Referenz verwendet.

Der einzelne Belag weicht – entsprechend der Streubreite dernachfolgenden Darstellung - mehr oder weniger deutlich vom„mittleren“ Asphaltbelag des Modells ab.


2

40

45

50

55

60

65

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Geschwindigkeit [km/h]

Leq

[dB

A]

Modell STL-86+ N1 (PW) Messw erte N1 (PW)

Abbildung 1-1: Messdaten schweizerischer Messungen vonPersonenwagen (PW) im Vergleich zum Berech-nungsmodell STL-86+.

Hauptparame-ter

Die Emissionen sind geschwindigkeit- und fahrzeugkategorien-abhängig. Ein Belag kann innerorts und/oder bei niedrigem Last-wagenanteil ganz andere akustische Eigenschaften aufweisenals auf Autobahnen und/oder bei hohem Lastwagenanteil. Fahr-geschwindigkeit und eine fahrzeugkategorienweise Betrachtungsind somit wichtigste Hauptparameter der Untersuchungen.

Von Bedeutung ist im weiteren der zeitliche Aspekt bzw. dasBelagsalter. Typisch ist ein Verlauf gemäss Kurve A in Abbildung1-2. Die anfänglichen akustischen Eigenschaften verschlechternsich im Laufe der Zeit bei praktisch jedem Belag. Am Ende derverkehrstechnischen Gebrauchsfähigkeit liegen die Emissions-werte meist deutlich über dem Anfangswert.

Abbildung 1-2: Verlauf der akustischen Eigenschaften mit demBelagsalter

R

0 dBA

A

L


3

Problem-stellung

Lärmarme bituminöse Beläge müssen unmittelbar nach demEinbau einen tiefen Anfangsminderungswert A und eine geringe,zeitlich bedingte Reduktion R der akustischen Eigenschaftenbzw. eine möglichst hohe akustische Lebensdauer L aufweisen.

Damit stehen folgende Problemstellungen im Vordergrund:

1. Welche Anforderungen sind an einen lärmarmen bituminösenStrassenbelag innerorts/ausserorts zu stellen, damit er nachdem Einbau eine möglichst starke Lärmminderung aufweist.

2. Wie kann erreicht werden, dass die anfänglich guten akusti-schen Eigenschaften im Laufe der Zeit möglichst lange er-halten bleiben.

1.3 VORGEHEN

Teilschritte Die Bearbeitung erfolgte in folgenden Teilschritten:

In einem ersten Schritt wurden die vorhandenen akustischenBelagsgütemessungen aus der Schweiz und dem benachbartenAusland zusammengetragen und ausgewertet. Gestützt daraufwurden die weiter zu untersuchenden bituminösen Beläge mitgünstigen akustische Eigenschaften evaluiert.

In einem zweiten Schritt wurden die belagstechnischen und aku-stischen Kenndaten der evaluierten Beläge detailliert erhoben,miteinander korreliert und daraus die für lärmarme bituminöseBeläge massgebenden Parameter bestimmt.

In einem dritten Schritt wurden die gewonnenen Erkenntnissen inkonstruktive Empfehlungen für den Bau lärmarmer bituminöserBeläge umgesetzt.

Die Arbeiten wurden von einer Arbeitsgruppe mit Vertretern ausBund, Kantonen, der Belagstechnologie und der Belagsbauun-ternehmen begleitet.

Gliederung desBerichts

Der vorliegende Bericht ist wie folgt gegliedert:

In Kapitel 2 sind die Hauptparameter der Geräuschentstehungsowie die gebräuchlichsten Methoden für die Messung der aku-stischen Belagsgüte beschrieben. Das Kapitel enthält weiter dieErgebnisse akustische Belagsgütemessungen auf SchweizerBelägen innerorts und ausserorts, welche als Grundlage für dieEvaluation der zu untersuchenden lärmarmen bituminösen Belä-gen dienten.

In Kapitel 3 sind die Charakteristiken der evaluierten lärmarmenbituminösen Beläge zusammengefasst. Für jeden Belagstyp sinddie akustischen und die belagstechnischen Kenndaten dargestelltund miteinander korreliert.

Die Kapitel 4 und 5 enthalten Empfehlungen für den Bau lärmar-me bituminöse Beläge innerorts und ausserorts.

Ansätze für das weitere Vorgehen, die Weiterentwicklung und dieVerbesserung der lärmarmen bituminösen Strassenbeläge wer-den in Kapitel 6 aufgezeigt.

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Evaluation lärmarmer bituminöser Beläge

5

2 EVALUATION LÄRMARMER BITUMINÖSERBELÄGE

2.1 HAUPTPARAMETER DER GERÄUSCHENTSTEHUNG

Geräusch-anteile

Das Gesamtgeräusch eines Fahrzeugs wird von mehreren Ge-räuschanteilen geprägt (Fahrbahn, Fahrzeug, Meteorologie,Reifen), die wiederum von mehreren Einflussfaktoren abhängigsind. Abbildung 2-1 gibt einen Überblick über die wichtigstengeräuschrelevanten Parameter. Profilaufbau der Reifen und Be-schaffenheit der Strassenoberfläche haben neben der Fahrge-schwindigkeit den grössten Einfluss auf den Gesamtpegel unddie spektrale Zusammensetzung der Emissionen [34].

Abbildung 2-1: Zusammenstellung der Einflussparameter für dasReifen - Fahrbahnrollgeräusch [25].

Reifen/Fahrbahn

Das reifenseitige Minderungspotential (Konstruktion, Reifenprofil)wird auf 1 bis 3 dBA, jenes der Fahrbahn-Deckschicht jedoch aufbis zu 10 dBA geschätzt. [4, 23, 25, 26]. Sowohl beim Reifen alsauch bei der Fahrbahn sind somit erhebliche Pegelminderungenmöglich. Der vorliegende Bericht beschränkt sich auf die durchdie Fahrbahnoberfläche bedingte Geräuschentstehung.

Die fahrbahnoberflächenbedingte Geräuschentstehung wirdhauptsächlich durch vier, im wesentlichen die Oberflächentexturbestimmende Parameter beeinflusst: die Rauhtiefe, die Granulo-metrie, die Porosität und Schichtdicke der Deckschicht.

Rauhtiefe Der gesamte massgebende Wellenlängenbereich erstreckt sichvon ca. 0.5 mm bis maximal ca. 50 cm. Er wird in die Makro- unddie Megarauheit unterteilt. Im Hinblick auf die akustischen Aus-wirkungen liegt die Grenze zwischen Makro- und Megarauhheitetwa bei λ = 10 mm. Die Megarauheit erzeugt den niederfre-quenten unter 1000 Hz, die Makrorauheit den hochfrequentenLärm über 1'000 Hz.

Granulometrie Kleinere Korngrössen (0/6 und 0/8 mm) sind akustisch günstigerals gröbere Korngrössen (0/14 oder 0/16 mm). In der Entwicklung

Fahrbahn

Reifenbreite

Reifendruck

Reifen/FahrbahnRollgeräusch

MeteorologischeBedingungen

Wind

Temperatur

Feuchtigkeit

Rauhigkeit

Hohlraum-gehalt

Geschwindig-keit

Last

Textur

Korngrössen-verteilung

Profil

Fahrzeug

Reifen


6

lärmarmer bituminöser Beläge zeichnet sich ein deutlicher Trendzu Belägen mit kleinem Grösstkorn ab, gepaart mit einer starkenAusfallkörnung.

Porosität Die Porosität der Fahrbahndecke wirkt sich auf das Absorptions-verhalten des Belages aus. Drainbeläge weisen eine grossePorosität auf, welche im wesentlichen auch deren günstige Lär-meigenschaften prägt.

Schichtdicke Bei offenporigen Belägen nimmt die Lärmabsorption mit derSchichtdicke zu, doch aus wirtschaftlichen Überlegungen werdenDrainbeläge meist in Schichtdicken zwischen 3 bis 5 cm einge-baut. Auf dichten Beläge spielt die Lärmabsorption keine Rolle.

2.2 MESSMETHODEN DER AKUSTISCHEN BELAGSGÜTE

Methoden Für wissenschaftliche Zwecke kommen spektrale Verfahren überAbsorptionsmessungen oder Messungen mit Norm-Messrädernzum Einsatz. Solche Messungen sind für die praktische, breiteAnwendung bei Strassenlärmsanierungen nicht geeignet bzw. zuaufwendig. Als „Labormessungen“ werden sie vor allem bei wis-senschaftlichen Untersuchungen eingesetzt.

Für die praktische Arbeit im Rahmen von Lärmsanierungen ha-ben sich europaweit Messungen der Vorbeifahrtspegel einzelnerFahrzeuge durchgesetzt. Dabei werden die Emissionen einzel-ner, ungehindert vorbeifahrender Fahrzeuge am normalen Ver-kehrskollektiv strassennah gemessen und statistisch ausgewer-tet. Als Lärmmass wird entweder der maximale VorbeifahrtspegelLmax oder der Mittelungspegel Leq verwendet.

Lmax In Deutschland und Frankreich wird der maximale Vorbei-fahrtspegel einzelner Kraftfahrzeuge in 7.5 m Abstand von derFahrspurmitte und 1.2 m Höhe über Strassenniveau gemessen,zusammen mit der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugsim Messquerschnitt (ISO-Norm 11819-1). Bei stark befahrenenStrecken kann der Vorbeifahrtspegel eines Fahrzeugs durchGeräusche von Nachbarfahrzeugen gestört werden. Ein Messer-gebnis wird dann als ungestört akzeptiert, wenn sich der maxi-male Pegel während der Vorbeifahrt um mindestens 5 dBA ausdem Summengeräusch der anderen Fahrzeuge des Verkehrs-stromes abhebt.

Leq Das in der Schweiz übliche Verfahren entspricht im wesentlichendem oben beschriebenen, verwendet aber anstelle des Lmax denLeq, das in der LSV verankerte Lärmmass. Damit wird ein direk-ter Vergleich der Messresultate mit dem schweizerischen Stan-dart-Berechnungsverfahren STL86+ der EMPA möglich.

VergleichLmax-Leq

Mit den Leq-Messungen wird die gesamte Schallenergie einerVorbeifahrt, dh. auch der Pegelanstieg und Pegelabfall mitge-messen, was bei einer Lmax-Messung nicht der Fall ist. Die Leq-Messungen sind deshalb zuverlässiger. Die Diffenrenzen dürftenaber gering sein. Ein direkter Vergleich der Messwerte von Lmax-und Leq-Messungen ist somit näherungsweise möglich.

Zur Zeit werden in der Schweiz Änderungen des EMPA-ModellSTL-86+ diskutiert. Unter anderem wird auch die Verwendungvon Lmax für die Bestimmung der Emission geprüft. Eine Ände-rung des Berechnungsmodells auf Lmax hätte auch entspre-chende Anpassungen der akustischen Belagsgütemessungen


7

zur Folge.

2.3 ERGEBNISSE SCHWEIZERISCHE MESSUNGEN

Voraus-setzungen

Die nachfolgenden Angaben basieren auf dem schweizerischenMessverfahren mit Leq-Messungen. Sämtliche Messergebnissesind auf Gemischtverkehr mit 10% Schwerverkehrsanteil umge-rechnet und mit dem schweizerischen Berechnungs-modell STL-86+ verglichen. Negative Abweichungen vom Modell weisen aufleise, positive auf laute Beläge hin. Die verschiedenen Be-lagstypen sind nach ihren Bestwerten sortiert.

Messungeninnerorts

In der folgenden Graphik sind die Resultate von 277 akustischenBelagsgütemessungen an 24 verschiedenen Belagstypen imGeschwindigkeitsbereich bis 60 km/h dargestellt.

-6.0

-5.0

-4.0

-3.0

-2.0

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Belag

Abw

eich

ung

vom

Mod

ell S

TL-8

6+ [d

BA

]

< 45 km/h

45-60 km/h

1 SPA6 6 SMA8 11 TA16 16 TA10 21 OB 6/112 SPA8 7 Monok. 6 12 SMA10 17 OB 22 MR83 SPA11 8 AB11 13 SMA6 18 AB16 23 Beton4 MR6 9 AB10 14 HMT16 19 MR11 24 Pflaster5 SMA11 10 GA 15 OB 3/6 20 OB 6/10

Abbildung 2-2: Akustische Belagsmessungen innerorts.

Aus den Messresultaten lassen sich folgende Aussagen ableiten:

- Es gibt grosse Unterschiede in den akustischen Eigenschaf-ten der verschiedenen Belagstypen. Die akustische Gütestreut von –5 dBA beim leisesten bis +3 dBA beim lautestenBelag. Der leiseste Belag ist somit 8 dBA leiser als der laute-ste.

- Auch innerhalb desselben Belagstyps ist eine grosse Streu-ung festzustellen. Sie beträgt durchschnittlich rund 4-5 dBA,bei einzelnen Belägen auch mehr.

- Mehrere Belagstypen weisen für den Innerortsbereich einLärmminderungspotential von mehr als 3 dBA gegenüberdem durchschnittlichen schweizerischen Asphaltbelag auf.Einzelne Beläge erreichen auch Reduktionen von 4 bis 5dBA.

- Für verkehrsberuhigte Zonen ist das Verhalten lärmarmerbituminöser Beläge im tiefen Geschwindigkeitsbereich von 30und 40 km/h von Bedeutung. Ergänzende Auswertungen und


8

zusätzliche Messungen mit verschiedenen signalisierten Ge-schwindigkeiten am selben Messquerschnitt zeigen, dass dieBeläge auch in diesem Geschwindigkeitsbereich wirken. DieEmissionen nehmen auch zwischen 50 km/h und 30 km/hentspechend dem Modell STL-86+ mit der Geschwindigkeitweiter ab (vgl. Anhang A3).

Messungenausserorts

In der folgenden Graphik sind die Resultate von 189 akustischenBelagsgütemessungen an 20 verschiedenen Belagstypen imGeschwindigkeitsbereich von 60 - 120 km/h dargestellt.

-7.0

-6.0

-5.0

-4.0

-3.0

-2.0

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Belag

Abw

eich

ung

vom

Mod

ell S

TL-8

6+ [d

BA

]]

60-90 km/h

> 90 km/h

1 DRA11 5 AB10 9 SMA11 13 TA10 17 TA162 SPA6 6 SPA11 10 OB10 14 OB 18 OB 6/113 DRA10 7 MR11 11 SMA8 15 Beton 19 GA114 AB11 8 HMT 12 GA 16 AB16 20 SMA16

Abbildung 2-3: Akustische Belagsmessungen auf Autobahnen.

Aus den Messergebnissen lassen sich folgende Aussagen ab-leiten:

- Die Lärmemission streut in Abhängigkeit des Belags nochmehr als im Innerortsbereich, nämlich bis ± 6 dBA um demModellwert.

- Die Streuung innerhalb des gleichen Belagstyps ist mit bis zu6 dBA ebenfalls grösser als im Innerortsbereich.

2.4 EVALUATION DER ZU UNTERSUCHENDEN BELÄGE

Streubreite Der Einfluss des Belags auf die Lärmemission ist sowohl inner-orts als auch auf Autobahnen enorm. Eine Lärmsanierungspla-nung ohne fachgerechte Berücksichtigung des Belags ist deshalbunvollständig bzw. falsch, insbesondere dann, wenn nur auf Re-chenwerte abgestützt wird und keine Kontrollmessungen vorge-nommen werden.

Auswahl Ein hohes Lärmminderungspotential weisen die offenporigenDrainbeläge auf. Bei den geschlossenen Belägen stehen dieSplittmastix- und Rauhasphalte, sowie die Dünnschichtbeläge(Splittasphalt) im Vordergrund. Zu letzteren gehören auch die ausLiteraturrecherchen als besonders lärmarm bekannten BBTM


9

„bétons bitumineux très minces“ (BBTM) aus Frankreich und die„Lärmmindernden Dünnschichtdecken“ (LDD) aus Österreich.

Aufgrund dieser Erkenntnisse wurden folgende Belagstypen fürdie weitergehenden Untersuchungen evaluiert:

• DRA Drainbeläge einschichtig und zweischichtig

• SMA Splittmastixasphalte

• MR Rauhasphalte

• SPA, BBTM, LDD Dünnschichtbeläge

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Charakteristiken der evaluierten bituminösen Beläge

11

3 CHARAKTERISTIKEN DER EVALUIERTENBITUMINÖSEN BELÄGE

3.1 EINSCHICHTIGE DRAINBELÄGE (DRA)

3.1.1 Akustische KenndatenDeutschland Deutsche Reihenuntersuchungen zeigen im Neuzustand auf

DRA 0/8 eine Lärmminderung von ca. 6 dBA. Nach sieben Jah-ren wiesen die Beläge immer noch vergleichbare Werte auf. Imniederen Geschwindigkeitsbereich nehmen die guten akusti-schen Eigenschaften aber rasch ab.

DRA 0/8

Abbildung 3-1: Abweichung der mittleren Pkw-Vorbeifahrtspegelvon der Bezugskurve (vgl. Beilage) in Abhängig-keit von der Geschwindigkeit für DRA 0/8 unddem Belagsalter (Deutschland) [24]

Auf DRA 0/11-Teststrecken wurde anfänglich eine Lärmreduktio-nen von knapp 4 dBA beobachtet, die aber nach sechs Jahrenpraktisch überall verloren ging.

Die feinkörnigen DRA 0/8 wiesen ein deutlich günstigeres Alte-rungsverhalten auf als die DRA 0/11. Eine schlüssige Begrün-dung dafür wurde nicht gefunden.

Die untersuchten Beläge entsprechen allerdings nicht dem neue-sten technischen Stand von Drainbelägen (3. Generation mitentsprechendem Hohlraumgehalt).

-7-6-5-4-3-2-101

0 1 2 3 4 5 6 7Belagsalter in Jahren

DLb

ezug

[dB

A]

40 km/h50 km/h60 km/h70 km/h80 km/h90 km/h100 km/h110 km/h120 km/h130 km/h


12

DRA 0/11

Abbildung 3-2: Abweichung der mittl. Pkw-Vorbeifahrtspegel vonder Bezugskurve (vgl. Beilage) für DRA 0/11 inAbhängigkeit vom Belagsalter [24]

Frankreich In Frankreich wurde das Langzeitverhalten von 18 verschiedenenStrassenabschnitten gemessen und ausgewertet [9]. Untersuchtwurden Drainasphalte 0/6, 0/10, 0/14 und 0/20 mm. Die Einbau-stärke betrug zwischen 2 und 6 cm, der Hohlraumgehalt im Mittelca. 20%. Auf allen Teststrecken wurde in den ersten Jahren einegeringe, nach 7 Jahren jedoch eine markante Verschlechterungder akustischen Eigenschaften beobachtet.

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996

Jahr

LAm

ax [d

BA

]

DRA 10 (1) DRA 14 (2) DRA 14 (3) DRA 14 (4) DRA 20 (5)



DRA 14 (16) DRA 10 (17) DRA 14 (18)

Abbildung 3-3: Entwicklung der akustischen Eigenschaften auf18 verschiedenen Drainasphalt-Deckschichten inFrankreich [9].

Belgien In Belgien zeigten Untersuchungen, dass nach einer anfängli-chen Verschlechterung der akustischen Eigenschaften die Lär-memissionen sich nach 3-4 Jahren auf einem um ca. 2 dBA hö-heren Niveau stabilisieren. Gemäss diesen Untersuchungen hatdie Verstopfung einen geringeren Einfluss auf die akustischenEigenschaften als erwartet [11].

-7-6-5-4-3-2-101

0 1 2 3 4 5 6 7Belagsalter in Jahren

DLb

ezug

[dB

A]

80 km/h90 km/h100 km/h110 km/h120 km/h


13

In Belgien werden seit 1983 einschichtige Drainbeläge auch in-nerorts eingebaut. Die Lärmminderung betrug anfangs ca. 2-3dBA im Vergleich zu den BBM (bétons bitumineux minces, ent-spricht einem Rauhasphalt). Nach einigen Jahren verloren siezwar etwas von ihren Anfangswerten, blieben dann aber stabil. Inden letzten Jahren wurden nur noch wenige DRA, vor allem aufstark befahrenen Ortsdurchfahrten eingebaut [10].

Schweiz In der Schweiz ergaben regelmässige Belagsmessungen aufzwei Teststrecken im Kanton Waadt Lärmminderungen im Neu-zustand zwischen 4 und 6 dBA. Auch nach drei bzw. fünf Jahrenwiesen die untersuchten Teststrecken noch immer eine Pe-gelminderung in derselben Grössenordnung auf. Bei den Belä-gen handelt es sich durchwegs um Beläge der 3. Generation.

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Anzahl Jahre nach dem Einbau

Mod

ella

bwei

chun

g vo

m S

TL-8

6+ [d

BA

]

A9 (Montreux) A1 (Tolochenaz) A9 (Vileneuve)A1 (Rolle Rtg. GE) A1 (Rolle Rtg.Lausanne) N9 (Blécherette)

Abbildung 3-4: Akustische Belagsgütemessungen auf verschie-denen Drainasphalt-Deckschichten im KantonWaadt [3].

3.1.2 Belagstechnische KenndatenAusgangsstoffe Wegen der typischen Wirkungsmechanismen des Drainbelags

werden an das Bindemittel und die Mineralstoffe besondere An-forderungen gestellt. Die mechanische Lebendauer eines Drain-belags wird nachhaltig von deren Qualität bestimmt.

Das Bindemittel muss alterungsbeständig, kältebeständig undaffin zum Gestein sein. Es muss über die Nutzungsdauer klebfä-hig bleiben. Polymermodifizierte Bindemittel werden vorgezogen.

Die verwendeten Edelsplitte müssen eine günstige Kornformaufweisen und besonders kantenfest sein, da der Verformungs-widerstand durch die Verkeilung der Splitte erwirkt wird. Sie müs-sen einen hohen Widerstand gegenüber Schlagbeanspruchungbesitzen, griffig sein und einen hohen Polierwiderstand aufwei-sen.

Eine lange akustische Lebensdauer besitzen Beläge mit einenHohlraumgehalt von mindestens 22 Vol.-% . Um dieses Ziel si-cher zu erreichen sollte bei der Eignungsprüfung am Marshall-Probekörper ein Hohlraumgehalt von mindestens 24 Vol.-% er-zielt werden [30].


14

Feinkörnige Drainbeläge (0/6 und 0/8) sind aus akustischer Sichtgünstig[14, 16]. Der DRA 0/8 genügt auch bautechnischen An-forderungen auf Autobahnen.

Im Kanton Waadt wurde 1998 ein Drainasphalt 0/11 mit einemBitumen mit Gummipulverzusatz auf einer ca. 350 m langenTeststrecke eingebaut. Man kann auch einen Teil des Sandesund des Fillers durch Gummipulver ersetzen. Diese Beläge sindweniger steif [15].

Einbau Der Einbau von Drainasphalt bleibt eine Spitzentechnologie. Fol-genden Faktoren sind besonderes wichtig [7, 15]:

− Vermeidung einer Überhitzung des Mischgutes (sehr geringerSandgehalt und somit geringere spezifische Oberfläche, d.h.kleinerer Hitzepuffer als üblich)

− Günstige Struktur der Oberfläche und Form der Körner

− Temperatur beim Verdichten nicht unter 130°C

− Ausführung nur in der warmen Jahreszeit

− Kontinuierlicher Einbau ohne Unterbruch

− Hohe Qualität der Materialien

Oberfläche Die Unebenheiten der Oberfläche des Drainbelages dürfen auslärmtechnischen Gründen innerhalb einer 4 m langen Messtreckenicht mehr als 3 mm betragen.

3.1.3 FolgerungenAlterungsver-halten

Das grosse Lärmminderungspotential von Drainbelägen im Neu-zustand ist unbestritten. Die Erfahrungen bezüglich Alterungs-verhalten sind jedoch unterschiedlich. Messungen aus Deutsch-land und der Schweiz zeigen ein stabiles Langzeitverhalten, jeneaus Frankreich und Dänemark dagegen zum Teil eine starkeAbnahme der Lärmminderung im Laufe der Zeit.

Das schlechte Alterungsverhalten gewisser Beläge hängt we-sentlich mit konstruktiven und betrieblichen Gegebenheiten zu-sammen. Die untersuchten Beläge gehören nicht alle der glei-chen Generation an. Sie weisen unterschiedliche Hohlraumge-halte und Bindemittel auf. Dies dürfte der Hauptgrund für dieunterschiedlichen akustischen Langzeitverhalten sein. Die Belä-ge sind zudem unterschiedlichen äusseren Betriebsbedingungenausgesetzt, was den Selbstreinigungsgrad wesentlich beein-flusst.

Heute werden im Innerortsbereich kaum mehr einschichtigeDrainbeläge eingebaut. Die starke Verschmutzung und die gerin-ge Selbstreinigung führen zu einer zu kurzen akustischen Le-bensdauer dieser Beläge.


15

3.2 ZWEISCHICHTIGE DRAINBELÄGE

3.2.1 Akustische KenndatenHolland Zweischichtige Drainbeläge (Twinlay, Duolay) sind eine Weiter-

entwicklung der einschichtigen Drainbeläge mit dem Ziel, diegünstigen akustischen Eigenschaften von offenporigen Belägenauch im Innerortsbereich zu nutzen. Der Belag wird insbesonderein Holland seit etwa 7 Jahren im Stadtverkehr und auf Autobah-nen getestet.

Die Beläge weisen auch im unteren Geschwindigkeitsbereicheine sehr gute Lärmminderung auf. Mehrjährige Erfahrungenzeigen auf Stadtstrassen nur eine geringe Abnahme ihrer akusti-schen Eigenschaften mit dem Alter von rund 0.5 dBA [27].

0123456789

10

porous 6/16 porous 4/8-11/16

porous 2/4-11/16

redu

ctio

n [d

B(A

)]

50 km/h

100 km/h

Abbildung 3-5: Lärmminderung einschichtiger und zweischichti-ge Drainbeläge [27]. Referenzbelag AB16.

3.2.2 Belagstechnische KenndatenAusgangsstoffe Der Belag besteht aus einer feinkörnigen Draindeckschicht als

Filter über einer gröberen, darunter liegenden Draintragschicht.Voraussetzung ist ein dauerhaft offenporiger Deckbelag, wasallenfalls durch entsprechende (periodische) Reinigung zu ge-währleisten ist.

Der Belag hat eine Gesamtdicke von ca. 7 cm. Der Top-Layer(2.5 cm) weist in der Regel die Körnung 4/8 mm auf. Für den TopLayer wird ein sehr hochwertiges Bindemittel verwendet. Damitkann ein Hohlraumgehalt von rund 30 % erreicht werden. Auf-grund des hochwertigen Top-Layer geht man von einer etwaslängeren Lebensdauer als bei normalen einschichtigen Drainas-phalten aus. Aufgrund der durchlässigen Drainasphalttragschichtist die Entwässerung besser gewährleistet.


16

Abbildung 3-6: Aufbau eines zweischichtigen Drainasphaltbela-ges [27].

Einbau Es gelten grundsätzlich dieselben Anforderungen wie für eineneinschichtigen Drainbelag. Der Einbau ist technisch aber nochanspruchsvoller.

Zur Erhöhung der Stabilität wurde ein Teststück mit einem Top-Layer mit maximaler Korngrösse von 4 mm und einer Schichtdik-ke von 1.5 cm sowie einem Bindemittel mit Gummianteil einge-baut. Damit soll auch der Einsatz von Drainbelag auf Kreuzungenmöglich werden. In diesem Bereich wurde bisher der zweischich-tige Drainbelag unterbrochen und ein SMA eingebaut.

Entwicklungen Weiterentwicklungen sind in zwei Richtungen absehbar. Einer-seits sind beim heutigen Stand die von der Textur induziertenSchwingungen für die Lärmemission massgebend. Dieser Anteilsoll reduziert werden. Andererseits wird versucht, die Absorption-scharakteristiken des Belags auf das Frequenzspektrum desInnerortsverkehrs abzustimmen.

3.2.3 FolgerungenDer zweischichtige Drainbelag ist ein erfolgversprechendes Kon-zept für hohe Lärmminderungen im Innerortsbereich. Er kannauch auf zentrumsnahen Umfahrungsstrassen im tieferen Ge-schwindigkeitsbereich in Frage kommen.

Zweischichtige Drainbeläge sind rund 50% teurer als einschichti-ge. Als Unterhaltsmassnahme kann bei Bedarf auch nur der Top-Layer ersetzt werden. Hinsichtlich Winterdienst scheint der Belaggünstigere Eigenschaften aufzuweisen als einschichtige Drainas-phalte. Es treten kaum Probleme mit Glatteis auf, da das Streu-salz besser auf der Oberfläche bleibt.

Es wird ein grösserer Unterhaltsaufwand erwartet als beim ein-schichtgen Drainasphalt [28]. Aufgrund des Belagsaufbaus mitder gröberen Körnung der unteren Schicht ist die Reinigung je-doch erfolgreicher als bei einem einschichtigen Drainbelag.


17

3.3 SPLITTMASTIXASPHALT (SMA)Der Splittmastixbelag ist ein in der Schweiz gebräuchlicher As-phaltbelag und deshalb von besonderem Interesse. Aus diesemGrund wurden für diesen Belag Detailerhebungen der belag-stechnischen Parameter durchgeführt. Die Beschreibung sowieder Ergebnisse dieser Parameterstudie sind im Anhang A2 ent-halten. Die wichtigsten Erkenntnisse daraus sind nachfolgendzusammengefasst.

3.3.1 Akustische KenndatenDeutschland In Deutschland wurden bei feinkörnigen SMA 0/5 Lärmreduktio-

nen von rund 1 dBA gegenüber einem AB 11 festgestellt. Er wirdim Innerortsbereich als lärmarmer Belag eingesetzt. Im allgemei-nen wird von einer Verschlechterung von 1 dBA in fünf Jahrenausgegangen [24]. Das Geräusch auf SMA 0/5 wird aufgrund destieferfrequenten Spektrums auch als weniger lästig empfunden[24].

In München wurden Reihenuntersuchungen im Innerortsbereichdurchgeführt worden. Die Ergebnisse sind noch nicht publiziert[21]. Versuche mit SMA 0/5+ (Ueberkornanteil von 15 % bis8mm) zeigten im Neuzustand Lärmreduktionen von 2.5 – 3.0 dBAgegenüber AB 0/11. Ähnliche Ergebnisse wurden mit SMA 0/8erreicht. Allerdings beträgt die lärmmindernde Wirkung nach rund4 Jahren nur noch 0.5 dBA.

Der SMA weist einen geringen Hohlraumgehalt auf. Eine Verbes-serung der akustischen Eigenschaften könnte wahrscheinlich mithöherem Hohlraumgehalt erreicht werden [21].

Holland In den Niederlanden wurden Versuche mit unterschiedlichemGrösstkorn durchgeführt (0/11,0/8,0/6,0/4). Die besten Resultateerzielten Beläge mit Körnung 0/6 [27]. Oberhalb einer Geschwin-digkeit von 50 km/h wird zur Erhöhung der Griffigkeit eine Ab-streuung eingesetzt.

Schweiz In der Schweiz wurden bei feinkörnigen SMA 0/6 und 0/8 inner-orts im Neuzustand Lärmminderungen von 2 bis 3 dBA gemes-sen. Die meisten der untersuchten Beläge verloren jedoch ihreguten akustischen Eigenschaften schon nach wenigen Jahren.


18

-4

-3

-2

-1

0

1

2

0 1 2 3 4 5 6

Belagsalter [Jahre]

Mod

ella

bwei

chun

g vo

m S

TL-8

6+ [d

BA

]

0/8 Aarau, Rtg. Schönenwerd 0/8 Rothrist (3750)0/8 Rothrist (3375) 0/8 Rothrist (2147)0/8 Brugg (6530) 0/8 Brugg (6670)0/8 Buchs 0/8 Holderbank0/8 Hunzenschwil (840) 0/8 Hunzenschwil (917)0/8 Hunzenschwil (1430) 0/8 Eiken0/8 Neuenhof, Rtg. ZH 0/8 Othmarsingen, Rtg. Zentrum0/8 Zofingen (800) 0/8 Burgdorf, Rtg. Langnau

Abbildung 3-7: Anfangswerte und Entwicklung der akustischenEigenschaften auf 16 SMA 0/8-Strassenbelägenin der Schweiz.

3.3.2 Belagstechnische KenndatenParameterstu-die Kt. AG

Im Kanton sind eine Reihe von SMA-Belägen hinsichtlich Akustik,Ausgangsstoffen und Einbau untersucht worden. Die Ergebnissegeben Hinweise auf die Bedeutung einzelner Faktoren. Die de-taillierten Daten der untersuchten Beläge sind im Anhang 2 zu-sammengestellt.

Ausgangsstoffe Der Hohlraumgehalt der SMA liegt zwischen 2 bis 7%. Der Ab-sorptionsgrad ist klein und beeinflusst die akustischen Eigen-schaften des Belags nicht [22].

Aufgrund der vorliegenden Auswertungen scheinen die Schicht-dicke, der Hohlraumgehalt, die Art und Gehalt des Bindemittelsund der Zusätze nur einen geringen Einfluss auf die akustischenEigenschaften eines SMA zu haben.

Einbau Der Vergleich der akustischen Messwerte mit den Einbaudatenzeigt eine Korrelation zwischen dem Gewicht der Walze 1 undden akustischen Eigenschaften des Belags. Die Walze 1 be-stimmt offenbar in erheblichem Masse die Oberflächentextur desBelags (Abbildung 3-8). Alle untersuchten SMA-Beläge, bei de-nen beim Einbau das Gewicht der Walze 1 zwischen 3 und 4Tonnen betrug, weisen negative, dh. akustisch günstige Model-labweichungen auf. Bei Verwendung einer schweren ersten Wal-ze 1 (7-9 t) wird der Strassenbelag tendenziell lauter.


19

-4

-3

-2

-1

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gewicht der Walze 1 [t]

Mod

ella

bwei

chun

g vo

m S

TL-8

6+ [

dBA

]

Abbildung 3-8: Modellabweichung (STL-86+) nach dem Einbauin Funktion des Gewichts der verwendeten Walze1. Datengrundlage: 12 SMA 0/6 oder SMA 0/8Standorte im Kanton Aargau.

Das Gewicht der Walze 1 beeinflusst auch das akustische Lang-zeitverhalten des Belags. Die vorhandene Datenbasis ist jedochfür eine abschliessende Beurteilung ungenügend.

-4

-3

-2

-1

0

1

2

0 1 2 3 4

Belagsalter [Jahre]

Mod

ella

bwei

chun

g vo

m S

TL-8

6+ [d

BA

]

SMA8 Brugg 6670 SMA6 Endlingen (1600) SMA8 Windisch (650)

SMA8 Hunzenschw il (1430) SMA8 Hunzenschw il (917) SMA8 Hunzenschw il (840)

SMA6 Turgi (268)

Abbildung 3-9: Entwicklung der akustischen Eigenschaften aufSMA 0/6 und SMA 0/8 bei denen beim Einbaueine zwischen 3 bis 4.5 t schwere Walze 1 ver-wendet wurde.


20

-4

-3

-2

-1

0

1

2

0 1 2 3 4 5

Belagsalter in Jahren

Mod

ella

bwei

chun

g vo

m S

TL-8

6+ [d

BA

]

SMA8 Aarau (310) SMA8 Holderbank (979) SMA8 Holderbank (1400)

SMA8 Rothrist (3375) SMA8 Rothrist (3750)

Abbildung 3-10:Entwicklung der akustischen Eigenschaften aufSMA 0/8 bei denen beim Einbau eine zwischen7-9 t schwere Walze 1 verwendet wurde.

Die Sandfleckmessung ergibt einen Zusammenhang zwischenOberflächentextur und dem Gewicht der Walze 1. Die Korrelationzwischen Sandfleck und akustischen Eigenschaften ist jedochweniger ausgeprägt als jene zwischen dem Gewicht der Walze 1und der akustischen Eigenschaften.

Der Verdichtungsgrad und die Ausflusszeit haben keinen nen-nenswerten Einfluss auf die akustischen Eigenschaften des SMA.Es besteht auch kein direkter Zusammenhang zwischen Aus-flusszeit und Modellabweichung in dBA.

Bei den untersuchten Belägen hatte die Verwendung einerschweren Walze 4 einen ungünstigen Einfluss auf die akusti-schen Eigenschaften des SMA (Abbildung 3-11). Alle Beläge, beidenen eine schwere 4. Walze eingesetzt wurde, sind nicht lär-marm. Vermutlich zerstört die schwere 4. Walze die für eine guteAkustik notwendige Oberflächentextur. Umgekehrt ist aber nichtjeder Belag akustisch günstig, wenn keine Walze 4 eingesetztwird (im Diagramme mit Gewicht „0“ bezeichnet“).


21

-3

-2

-1

0

1

2

3

-5 0 5 10 15 20

Gewicht Walze 4 [t]

Mod

ella

bwei

chun

g vo

m S

TL-8

6+ [d

BA

]

SMA 6 (innerorts) SMA 8+ (ausserorts) SMA 8 (innerorts)SMA 11 (innerorts) SMA 11 (ausserorts)

Abbildung 3-11: Modellabweichung (STL-86+) in Funktion desGewichts der verwendeten 4. Walze.

Oberfläche Je grösser der Durchmesser des Sandfleckes, desto dichter istdie Fahrbahnoberfläche und desto geringer die Rauhtiefe. Belägemit grossem Sandfleck sind deshalb lauter als solche mit klei-nem, da rauhe Oberflächen akustisch günstiger sind als glatte.

-3

-2

-1

0

1

2

3

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Durchmesser Sandfleck [m]

Abw

eich

ung

vom

STL

-86+

[dbA

]

SMA 6 (innerorts) SMA 8+ (ausserorts) SMA 8 (innerorts)SMA 11 (innerorts) SMA 11 (ausserorts)

Abbildung 3-12: Modellabweichung (STL-86) nach dem Einbauin Funktion des nach der Sandfleckmethodegemessenen Sandfleckdurchmessers.

Die Sandfleckmethode erlaubt aber keine weitergehenden Aus-sagen über die Oberflächentextur. Es können beispielsweisekeine Unterschiede in der Rauhheitsform festgestellt werden. DieBestimmung der mittleren Rauhtiefe allein reicht zur Charakteri-sierung einer Fahrbahnoberfläche nicht aus.

3.3.3 FolgerungenDie Lärmminderung feinkörniger SMA-Beläge (0/5, 0/6 und 0/8)ist innerorts mit 2 bis 3 dBA gut. Auf den meisten der untersuch-


22

ten Teststrecken ist nach 4 Jahren aber keine lärmminderndeWirkung mehr messbar. Die SMA-Beläge, insbesondere der SMA0/11, aber auch die feinkörnigen SMA-Beläge, weisen somit keingenügendes Langzeitverhalten auf.

Die detaillierte Parameterstudie führte zu aufschlussreichen undfür die weitere Entwicklung lärmarmer bituminöser Beläge wert-vollen Erkenntnissen. Insbesondere konnte nachgewiesen wer-den, dass der Einbau bzw. das Walzenspiel die Oberflächentex-tur und damit auch die akustischen Belagseigenschaften wesent-lich beeinflussen.

Die Detailuntersuchungen beschränkten sich auf SMA-Beläge.Die Ergebnisse können sinngemäss aber auch auf andere ge-schlossenporige Beläge übertragen werden. Es ist wünschens-wert, für die anderen Belagstypen ebenfalls Parameterstudien inder gleichen Art durchzuführen und die Erkenntnisse belagsspe-zifisch zu festigen und zu präziseren.

3.4 RAUHASPHALT (MR)

3.4.1 Akustische KenndatenDatenbasis Für Rauhasphaltbeläge liegen zur Zeit erst wenige akustische

Belagsgütemessungen vor. Aufgrund der vorhandenen Messun-gen sind Rauhasphaltbeläge 0/11 sowohl innerorts als auch aus-serorts nicht günstiger als der Referenzbelag (vgl.Anhang A3-1).Das Langzeitverhalten der akustischen Eigenschaften auf Rau-hasphaltbelägen kann zurzeit nicht beurteilt werden.

3.4.2 Belagstechnische KenndatenAusgangsstoffe Für Rauhasphalte werden vor allem polymermodifizierte Binde-

mittel verwendet. Der Bindemittelgehalt ist im Vergleich zum SMAetwas geringer. Bezüglich Zusätzen enthält die Norm keine spe-ziellen Angaben. Der Hohlraum von MR-Deckschichten sollte imMittel zwischen 2.5 und 9 Vol.-% liegen [36].

Bezüglich Einbau und Oberfläche sind keine spezifischen Infor-mationen vorhanden.

3.4.3 FolgerungenFür eine abschliessende Beurteilung der akustischen Güte aufMR ist das vorhande Datenmaterial unzureichend. Vermutlichsind die akustischen Eigenschaften von MR-Belägen mit jenendes SMA vergleichbar.

3.5 BÉTONS BITUMINEUX TRÈS MINCES (BBTM)

3.5.1 Akustische KenndatenAls bauliche Massnahmen zur Erhaltung von Fahrbahnen werdenin verschiedenen europäischen Ländern Dünnschichtbeläge ein-gebaut. In Frankreich werden sie als „Bétons bitumineux trèsminces“ (BBTM) oder „bétons bitumineux ultra minces“ (BBUM),in Österreich als „Lärmmindernde Dünnschichtdecken“ (LDD),


23

und in der Schweiz als „Splittasphalte“ (SPA) bezeichnet.

Frankreich Die BBTM 0/6 gehören zu den leisesten Strassenbelägen. Ihreakustischen Eigenschaften sind mit jenen von neuen Drainbelä-gen vergleichbar.

Ihr akustisches Langzeitverhalten ist noch wenig dokumentiert.Erste Resultate zeigen unterschiedliche Entwicklungen [12]. Auf4-spurigen Autobahnen werden die BBTM während den erstenJahren noch leiser (vgl. Anhang A4-2). Auf 2-spurigen National-strassen oder Departementsstrassen (ausserorts) dagegennimmt die Lärmminderung im Laufe der Zeit ab.

71727374757677787980

0 1 2 3Belagsalter [Jahre]

Lmax

(90

km/h

) in

dBA

Abbildung 3-13: Zeitliche Entwicklung der LAmax–Werte(90km/h) auf 10 BBTM 0/6 mm auf Autobahnenund 4-spurigen Nationalstrassen in Frankreich[12].

Für den Innerortsbereich liegen keine Messungen vor, da inFrankreich keine Belagsmessungen im Geschwindigkeitsbereichunter 60 km/h durchgeführt werden. In städtischen Gebietenwerden aber vor allem BBTM 0/6mm als lärmarme Strassenbelä-ge eingebaut [5].

3.5.2 Belagstechnische KenndatenAusgangsstoffe Der als besonders lärmarm eingestufte BBTM 0/6 des Typs II

wird in Frankreich erst seit 2-3 Jahren im grossen Stil eingebaut.BBTM 0/10 liegen aus akustischer Sicht im Durchschnitt vonAsphaltbelägen, BBTM 0/14 sind eher lauter [6, 13].

In Frankreich wird ein „coefficient de polissage accéléré“ (CPA)von mindestens 0.5, dh. sehr harte und polierresistente Körnerempfohlen [6]. Die akustische Lebensdauer der Beläge hängtwesentlich davon ab bzw. wird stark vermindert, wenn der CPAder Körner zu gering ist. Auch die Entwicklung der Griffigkeit imLaufe der Zeit wird stark durch den CPA bestimmt [8].

Es bestehen verschiedene, in der Norm [1] nicht beschriebeneBBTM-Varianten, die eine oder meherere der folgenden Beson-derheiten aufweisen [8]:− Verwendung von speziellen Bindemittel, z.B. Gummibitumen− Verwendung von künstlichem Gestein, z.B. poröses Gestein

(= "Microville")− der Sandanteil wird durch Gummipulver ersetzt, der Belag

dadurch elastischer


24

− Verminderung des Sandanteils. Der Strassenbelag liegt zwi-schen einem BBTM Typ II und einem DRA 0/6

− Verbindung von zwei Schichten, z.B. Kaltbelag und BBTModer Sandbelag und BBTM.

Einbau Die in Frankreich verwendeten BBTM werden mit einer mittlerenSchichtdicke von 15-25 mm eingebaut. Es können grundsätzlichzwei Typen von BBTM unterschieden werden [1]:

• BBTM Typ I: Hohlraumgehalt zwischen 6-17%, stark diskon-tinuierliche Siebkurven 0/6 und 0/10, Bindemittel aus Bitumenoder PmB

• BBTM Typ II: Hohlraumgehalt zwischen 18-25%, stark dis-kontinuierliche Siebkurven 0/6 und 0/10, mit polymermodifi-zierten Bindemitteln. Diese Beläge sind ähnliche wie Drai-nasphalte.

Der Einbau hat bei den BBTM und BBUM einen grossen Einflussauf die akustischen Eigenschaften des Belags. Eine wichtigeRolle spielen insbesondere die Einbautemperatur, das Walzen-spiel, die Einbaugeschwindigkeit und meteorologische Bedingun-gen beim Einbau [6].

Es muss mit glatten Walzen verdichtet werden. Es ist darauf zuachten, dass die Körner flach gelegt werden („mettre à plat lesgranulats“) [6].

Oberfläche Die Lärmabsorption auf BBTM-Typ II (poröser Belag) spielt auf-grund der geringen Schichtdicke nur eine untergeordnete Rolle.Vielmehr wirkt sich die Oberflächenstruktur günstig aus. Ausdiesem Grund hat auch die Verstopfung der Poren geringerenEinfluss auf die akustischen Eigenschaften als beim DRA [6].

Die BBTM 0/6 mit Ausfallkörnung 2/4 (mit einer Makrotextur zwi-schen 0.7 und 0.9mm) sind bezüglich Griffigkeit ausgezeichneteStrassenbeläge. Die Griffigkeit bleibt auch lange Zeit erhalten.

Auf BBTM 0/10 werden anfängliche Rauhtiefen von 1.0 bis 1.3mm gemessen (Laserverfahren). Auch nach 5-7 Jahren bleibt imallgemeinen diese Oberflächenstruktur weitgehend erhalten. EineVerschlechterung der Oberflächentextur im Laufe der Zeit hatmeistens ihre Urache in ungünstigen Einbaubedingungen [8].

Die gemessene mittlere Rauhtiefe (Laserverfahren) beträgt 0.8-0.9 mm auf BBTM 0/6 Typ I bzw. 1.2 mm auf den BBTM 0/6 TypII. Die geometrische Rauheit ist zwar 25 bis 30 % geringer alsjene auf BBTM 0/10, jedoch immer noch 20 - 40% höher als auftraditionellen Belägen wie z.B. den BBM. Diese Oberflächen-struktur bleibt auch nach mehreren Jahren gut erhalten. Die Ab-nahme der mittleren Rauhtiefe beträgt nach 3 Millionen Lastwa-gen ca. 10% [8].

Die Sandfleckmethode zur Bestimmung der mittleren Rauhtiefeliefert auf diesen porösen Deckschichten kaum brauchbare Re-sultate (analog zu den DRA). Die Oberlächentextur kann somitnicht über die mittlere Rauhtiefe mittels Laserverfahren bestimmtwerden. Eine Korrelation zwischen Rauhtiefe und Akustik konnteauf diesen Belägen nicht festgestellt werden [6].


25

3.5.3 FolgerungenIn Frankreich werden die Dünnschichtbeläge BBTM erst seit eini-gen Jahren in grossem Stil eingesetzt. Die Beläge weisen imNeuzustand sehr gute akustische Eigenschaften auf. In jüngsterZeit wurden vor allem poröse Dünnschichtbeläge eingebaut. DasLangzeitverhalten insbesondere dieser porösen BBTM ist heutenoch nicht bekannt und muss durch entsprechende Messungenverfolgt und dokumentiert werden. Zum heutigen Zeitpunkt kanndie Entwicklung der akustischen Eigenschaften auf Dünnschicht-belägen nicht abschliessend beurteilt werden.

Dünnschichtbeläge werden als bauliche Massnahme zur Erhal-tung der Fahrbahnen eingebaut. Die erwartete Lebensdauer istbei hoher Verkehrsbeanspruchung geringer als bei den tradition-nellen Deckschichbelägen.

Damit Dünnschichtbeläge als Lärmschutzmassnahme eingesetztwerden können muss sichergestellt werden, dass die Abnahmeder Lärmminderung auf diesen Belägen über die gesamte Le-bensdauer gering ist.

3.6 LÄRMMINDERNDE DÜNNSCHICHTDECKEN (LDD)

3.6.1 Akustische KenndatenIm Neuzustand liegt die Pegelminderung von lärmminderndenDünnschichtdecken im Bereich jener von Drainbelägen, d.h. 5-6dBA unter den Referenzwerten [16].

Oesterreich Österreichische Messungen beziehen sich ausschliesslich aufden Neuzustand der Beläge (sowohl für Drainbeläge als auch fürdie Dünnschichtdecken). Zeitreihen sind kaum vorhanden [16].Messungen auf einer LDD-Forschungsstrecke zeigen keine we-sentlichen Veränderungen der akustischen Eigenschaften imLaufe der ersten zwei Jahre. Das vorhandene Datenmaterialermöglicht aber keine abschliessende Beurteilung des akusti-schen Langzeitverhaltens.

919293949596979899

100101

Jun 9

5

Aug 95

Okt 95

Dez 95

Feb 96

Apr 96

Jun 9

6

Aug 96

Okt 96

Dez 96

Feb 97

Apr 97

Jun 9

7

Zeitperiode der Messung

Scha

llpeg

el [d

BA

]

Dünnschichtdecke 0/8 Splittmastix-Asphalt 0/11 Drainasphalt 0/11

Abbildung 3-14: Nahfeldrollgeräuschpegel (PIARC-Reifen inSchleppanhänger) auf LDD-Forschungs-strecken (V=100 km/h, 3 Beläge) [17].


26

Die LDD weisen im Vergleich zu anderen geschlossenen Belä-gen einen relativ hohen Absorptionsgrad von ca. 0.15 auf. Nurdie DRA weisen einen noch höheren Absoptionsgrad von über0.3 auf [22].

3.6.2 Belagstechnische KenndatenAusgangsstoffe In Oesterreich sind die Dünnschichtdecken LDD H 4 und LDD H

8 (Grösstkorn 4 bzw. 8mm) als lärmarme bituminöse Strassen-beläge normiert. Die Schichtdicke beträgt ca. 20 mm. Gegenüberden konventionellen Dünnschichtdecken wird eine andere Sieb-kurve mit kleinerem Sandanteil verwendet.

Einbau Eine gute Längsebenheit kann nur bei entsprechendem Unter-grund erreicht werden. Dünnschichtdecken bieten hinsichtlichLängsebenheit aufgrund der kürzeren Lebensdauer gewisseVorteile.

Die Lärmminderung ist u.a. auch auf den relativ hohen Hohl-raumgehalt von 12-15 % (max. 16 %) zurückzuführen.

Oberfläche In Neuzustand wurde auf dem untersuchten LDD einen hoheRauhtiefe von 1.5mm gemessen. Nach 2 Jahren betrug dieRauhtiefe noch ca. 1.1 mm. Möglicherweise werden die Textur-spitzen relativ rasch abgefahren. Im Vergleich dazu weisen dieSMA Rauhtiefen um 0.8 mm auf. Die Rauhtiefe blieb im zweijäh-rigen Untersuchungszeitraum stabil. [22].

Auf der untersuchten LDD-Teststrecke konnte keine Korrelationzwischen Rauhtiefe und Schallpegel ermittelt werden [22].

3.6.3 FolgerungenDünnschichtbeläge sind eine kostengünstige Bauweise mit gutenLärmminderungen auch im Innerortsbereich. Feinkörnige Dünn-schichtbeläge (BBTM 0/6, LDD) stellen den besten Kompromisszwischen Lärm und Griffigkeit im niederen Geschwindigkeitsbe-reich dar [16].

Offenporige Dünnschichtbeläge werden nicht mit dem Hauptzielder Drainagefähigkeit hergestellt, sondern verringern durch diehohlraumreiche Struktur Profilresonanzen und Air-pumping-Effekte. Absorptionswirkungen durch die kleinen und damit raschverstopften Poren sind wahrscheinlich untergeordnet [18].

Neben anderen Kenngrössen muss in Oesterreich auch ein Wertfür die Rollgeräuschemission (gemessen mit dem Messanhän-ger) nach dem Einbau nachgewiesen werden. Bei Unterschrei-tung des Grenzwertes wird in Abhängigkeit des Ausmasses derUnterschreitung ein Qualitätsabzug vorgenommen. Die Formel istin der entsprechenden Norm [44] festgelegt.

3.7 SPLITTASPHALT (SPA)

3.7.1 Akustische KenndatenSchweiz Die feinkörnigen Splittasphalte (Monokornasphalt, Betaguss)

werden in der Schweiz vor allem innerorts eingebaut. Im Neuzu-


27

stand zeigen diese Beläge eine lärmmindernde Wirkung von biszu 4 dBA. Das Langzeitverhalten der akustischen Eigenschaftenist bislang unbefriedigend. Nach vier Jahren ist die lärmmindern-de Wirkung meistens stark zurückgegangen oder nicht mehrvorhanden. (vgl. Anhang A6).

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

0 1 2 3 4 5 6 7

Belagsalter [Jahre]

Mod

ella

bwei

chun

g vo

m S

TL-8

6+ [d

BA

]

0/6 A2 Erstfeld, Rtg. Süd 0/6 Gwattstutz-Kanderbrücke0/6 Gouttes d'Or 0/6 Quai Philippe Godet0/6 Muri b. Bern 0/6 Gassel, Rtg. Niederscherli0/6 Boll, Rtg. W orb 0/6 Münchenbuchsee, Rtg. Schüpfen0/6 Schüpfen, Rtg. Zollikofen 0/6 Einigen, Rtg. Thun0/6 Gwatt, Rtg. Spiez 0/6 Steffisburg (SS Nr. 229.4)0/6 Jegensdorf, Rtg. Schönbühl 0/6 Hindelbank, Rtg. Hindelbank0/6 Steffisburg (Staatsstr. Nr. 6) 0/6 Uetendorf, Rtg. Dorf (KS 221)

Abbildung 3-15:Anfangslärmminderungswerte und Langzeitver-halten der akustischen Eigenschaften auf Split-tasphaltbelägen 0/6 mm in der Schweiz.

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

0 1 2 3 4 5 6 7

Belagsalter [Jahre]

Mod

ella

bwei

chun

g vo

m S

TL-8

6+ [d

BA

]

0/8 Kirchlindachstr., Zollikofen 0/8 Könizstr., Rtg. Köniz0/8 Könizstr., Rtg. Bern 0/8 Seedorf , Rtg. Aarberg0/8 Langnau, Rtg. Luzern 0/8 Lengnau, Rtg. Biel0/8 Zollikofen, Rtg. Zollikofen 0/8 Stettlen, Rtg. Boll0/8 Thörigen, Rtg. Thörigen 0/8 Fraubrunnen0/8 Hagneck, Rtg. Ins 0/8 Belp, Rtg. Belp0/8 Wabern, Rtg. Bern 0/8 Rubigen, Rtg. Allmendingen

Abbildung 3-16:Anfangslärmminderungswerte und Langzeitver-halten der akustischen Eigenschaften auf Split-tasphaltbelägen 0/8 mm in der Schweiz.

3.7.2 Belagstechnische KenndatenAusgangsstoffe Splittasphaltbeläge werden in Schichtdicken von 15 bis 25 mm

mit Grösstkorn von 6 bis 11 mm eingebaut. Das Mischgut wirdmit Polymerbitumen oder mit Bitumen 80/100 und speziellen


28

Zusätzen aufbereitet. Der Belag weist einen hohen Bindemittel-gehalt auf, enthält bis 15 Masse-% Filler und bis 80 Masse-%Splitt. Der Hohlraumgehalt Marshall beträgt 5 bis 10%. Der Belagwird als lärmmindernd bezeichnet [29], ist aber in der Schweiznicht normiert.

3.7.3 FolgerungenDie in der Schweiz eingebauten Splittasphaltbeläge zeigen imNeuzustand eine Lärmminderung von bis zu 5 dBA im Vergleichzum Modell STL-86+. Doch schon nach wenigen Jahren verlierensie ihre günstigen akustischen Eigenschaften.

Die SPA-Beläge weisen im Neuzustand eine aus akustischerSicht gute Oberflächentextur auf. Vermutlich verändert sich dieseim Laufe der Zeit aufgrund von thermisch und mechanisch be-dingten Einflüssen. Die belagstechnischen Parameter müssendemnach so verändert werden, dass die anfänglich günstigeOberflächentextur über eine möglichst lange Zeit erhalten bleibt.

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Empfehlungen für lärmarme bituminöse Beläge innerorts

29

4 EMPFEHLUNGEN FÜR LÄRMARME BITUMI-NÖSE BELÄGE INNERORTS

4.1 ALLGEMEINE GRUNDSÄTZE

OffenporigeBeläge

Im niederen Geschwindigkeitsbereich sind einschichtige Drain-beläge ungeeignet. Sie weisen eine zu geringe Selbstreinigungauf und verstopfen rasch. Ihre akustische Lebensdauer ist hierungenügend.

Zweischichtige Drainbeläge können im Innerortsbereich bei ent-sprechender Anpassung des Unterhalts in Frage kommen. DieAnfangslärmminderungswerte unmittelbar nach dem Einbau be-tragen bis zu 5 dBA. Der Belag ist aber relativ teuer und bedingtbauliche Massnahmen im Randbereich zur Sicherstellung derEntwässerung. Um der Verstopfung entgegen zu wirken ist zu-dem eine periodische Reinigung der oberen Schicht notwendig.Bezüglich des akustischen Langzeitverhaltens liegen noch keineabschliessenden Resultate vor.

Dichte Beläge Für eine breite Anwendung im Innerortsbereich kommen somitbeim heutigen Kenntnisstand vor allem dichte Beläge in Frage.Sie weisen ein Anfangsminderungspotential von 3 bis 4 dBA auf.

Die untersuchten Beläge besitzen aber praktisch ausnahmslosein schlechtes akustisches Langzeitverhalten. Sie sind, nachheutigem Wissensstand eingebaut, nicht dauerhaft lärmarm. Dieskann nur mit zusätzlichen, über die heutigen Normen hinausge-henden bzw. diese ergänzenden Massnahmen und Anforderun-gen erreicht werden.

4.2 MASSGEBENDE PARAMETER

Es wurden ca. 50 akustisch relevante Parameter ermittelt, ineinem ersten Schritt zu Gruppen zusammengefasst und sodannnach akustischen Gesichtspunkten vier Prioritäten zugeordnet.

Die belagsspezifischen Kenndaten der untersuchten Belagstypensowie die Zuordnung der Prioritäten zu akustisch relevanten Pa-rameter können dem Anhang A1 entnommen werden.


30

Gruppe Parameter Priori-tät

Oberbau Stabilität und Ebenheit der Tragschicht +Ausgangsstoffe Siebkurve +++

Porosität der Mineralstoffe ++Kornoberfläche +Mineralhärte, Polierwiderstand ++Art des Bindemittels ++Art und Gehalt der Zusätze ++

Einbau Hohlraumgehalt +Schichtdicke +Verdichtungsgrad 0Art und Gewicht der Walzen ++

Oberfläche Ausflusszeit 0Mittlere Rauhtiefe +Längsebenheit 0Steifigkeit ++Abrieb ++Verschmutzung 0Thermisch bedingte Texturverände-rung

+++

Tabelle 4-1: Einfluss der wichtigsten belagstechnischen Para-meter auf die akustischen Eigenschaften einesdichten Strassenbelags innerorts.

4.2.1 Parameter 1. Priorität (+++)Siebkurve Feinkörnige Strassenbeläge (0/4, 0/6 und 0/8 mm) sind signifi-

kant leiser als grobkörnige Beläge (0/11 oder grösser). Korngrös-sen von 0/6 sind aus akustischer Sicht am geeignetsten.

Thermisch be-dingte Textur-veränderungen

Strassenbeläge sind hohen thermischen und mechanischen Be-lastungen ausgesetzt. An heissen Sommertagen können Belag-stemperaturen von 60 Grad und mehr auftreten. Das Bindemittelwird dadurch plastischer. Zusammen mit der mechanischen Be-lastung sind thermisch bedingte Texturveränderungen möglichbzw. wahrscheinlich. Die Kornspitzen werden in das Bindemitteleingedrückt, das Korngerüst ausgeflacht, und das Bindemittelkann auffliessen. Eine akustisch günstige, rauhe Oberflächen-textur wird dadurch relativ rasch zerstört.

Bei Belägen mit runden Körnern ohne wesentliche gegenseitigeKornverzahnung und bei grösseren Schichtdicken mit mehrerenübereinander liegenden Körnern dürfte dieser Effekt noch ver-stärkt auftreten.

4.2.2 Parameter 2. Priorität (++)Poröse Mine-ralstoffe

Poröse Mineralstoffe haben einen positiven Einfluss auf die Ge-räuschemission. Dabei spielt weniger die Absorption durch dieporösen Struktur als vielmehr die bessere Oberflächenstrukturinsgesamt eine Rolle.

Mineralhärte,Polierresistenz

Der Abrieb wird vor allem durch die Mineralhärte, den Polierwi-derstand des Gesteins und die Verkehrslast bestimmt. Eine gro-sse Verkehrslast, insbesondere ein hoher Lastwagenanteil be-wirkt einen stärkeren Abrieb der Kornspitzen. Der Belag verliertseine Makrostruktur rascher, wird glatter und damit auch lauter.


31

Bindemittel Die thermisch bedingten Veränderungen der Oberflächentexturstehen in engem Zusammenhang mit dem Bindemittel. Es mussein Kompromiss zwischen Sprödheit (Rissbildung im Winter) undWärmebeständigkeit (Verformung im Sommer) gesucht werden.Weiche Bindemittel und ein hoher Bindemittelgehalt beschleuni-gen die thermischen Strukturveränderungen. Erwünscht sindtemperaturresistentere Bindemittel als die heute verwendeten. InFrage kommen auch Bindemittel mit viskoelastischen Eigen-schaften (Gummizusätze).

Zusätze Gummizusätze oder die Verwendung von Gummibitumen ver-mindern die Steifigkeit des Belags und verbessern dessen aku-stische Eigenschaften. Mit Gummizusätzen kann vermutlich auchdie thermisch bedingte Strukturveränderung günstig beeinflusstwerden (elastischere Lagerung der Körner).

Walzen Die durchgeführten Untersuchungen zeigen beim SMA die hoheBedeutung einer korrekten Verdichtung. Pneuwalzen direkt hinterdem Fertiger schliessen die Belagsoberfläche relativ rasch undvermindern so die akustisch günstigen Eigenschaften. Glattwal-zen führen zu gröberen, akustisch besseren Belagsoberflächen;sie sind den Pneuwalzen vorzuziehen [19].

Auf bindemittelarmen Belägen sollten keine Vibrationswalzeneingesetzt werden, da sie das Mineralgerüst zerstören. Auf sol-chen Belägen sollten nur statische Walzen zum Einsatz kommen[19].

Steifigkeit Im Neuzustand sind Beläge weniger steif und häufig akustischgünstiger als nach einigen Jahren. Beläge mit Gummizusätzenhaben eine verminderte Steifigkeit und erweisen sich im Neuzu-stand als lärmarm. Neue, verfettete, aus belagstechnischer Sichtschlechte Beläge haben anfänglich häufig gute akustische Ei-genschaften, bis der oberflächliche Bindemittelfilm abgefahrenist. All diese Beobachtungen führen zum Schluss, dass eine hoheSteiffigkeit akustisch keine Vorteile hat. So gehören auch diesteifen Betonbeläge zu den lautesten.

Abrieb In den ersten Monaten bis Jahren wird der Bindemittelfilm abge-fahren. Anschliessend wird die Kornoberfläche poliert. Die weite-re Abnutzung ist relativ gering und kontinuierlich.

ZeitraumAbfahren Bindemittel Monate bis JahreAbrieb der Makrotextur 1 bis 3 JahreAllgemeine Belagsabnutzung Bis 20 Jahre

Tabelle 4-2: Schätzung mittlere Belagsabnutzung

Die obigen Zeitangaben korrelieren gut mit der Verminderung derakustischen Eigenschaften der normengerecht eingebautendichten Beläge.

4.2.3 Parameter der 3. Priorität (+)Tragschicht Ein qualitativ guter Oberbau ist die Grundvoraussetzung für den

Einbau einer stabilen Deckschicht. Ungenügende Standfestigkeitund Ebenheit der Tragschicht führen zu einer raschen Verfor-mung der Deckschicht. Die in der VSS-Norm definierten Anforde-rungen sind einzuhalten [31].


32

Kornoberfläche Eine rauhe Kornoberfläche mit Körnern aus zertrümmerten Mine-ralstoffen erhöht die Reibung zwischen den Körnern. Die Verfor-mung im Laufe der Zeit ist somit geringer, die akustischen Eigen-schaften des Belags bleiben länger erhalten.

Hohlraumgehalt Die durchgeführte Parameterstudie ergab keinen direkten Zu-sammenhang zwischen dem Hohlraumgehalt der SMA-Belägeund deren akustischen Eigenschaften. Dies entspricht andernortsgemachten Erfahrungen. Ein höherer Hohlraumgehalt, beispiels-weise jener von Dünnschichtbelägen (5-10%) ergibt eine poröse-re Oberflächenstruktur und wirkt tendenziell günstig auf die aku-stischen Eigenschaften. Der Hohlraumgehalt ist aber zu geringum einen wahrnehmbaren Absorptioneffekt zu erzeugen.

Schichtdicke Dünnschichtbeläge mit Schichtdicken zwischen 1.5 – 2.5 cm sindakustisch günstig. Sie weisen häufig eine Siebkurve mit kleinemGrösstkorn (6 oder 8 mm) und eine starke Ausfallkörnung auf.Die Schichtdicke beeinflusst zusammen mit der Granularität dieOberflächentextur. Es ist anzunehmen, dass dünne Beläge auchresistenter gegen thermische bedingte Strukturveränderungensind, da die Körner sich gegenseitig weniger verschieben kön-nen.

Mittlere Rauh-tiefe

Es konnte eine Korrelation zwischen den akustischen Eigen-schaften und der Rauhtiefe festgestellt werden. Die Sandfleck-methode bzw. die mittlere Rauhtiefe sind aber für die Charakteri-sierung der Oberflächentextur umstritten. Präzisere Beschreibun-gen der Oberflächentextur und ihrer zeitlichen Veränderung sindmit Lasermessgeräten möglich (vgl. Kap. 6.2).

4.2.4 Parameter 4. Priorität (0)Verdichtungs-grad

Es konnte kein direkter Zusammenhang zwischen dem Verdich-tungsgrad und den akustischen Eigenschaften der Beläge fest-gestellt werden.

Ausflusszeit Die Parameterstudie zeigte keine signifikante Korrelation zwi-schen der Ausflusszeit und der akustischen Eigenschaften. DieAusflusszeit ist kein geeignetes Mass für die Beschreibung derakustischen Eigenschaften von Oberflächentexturen dichter Be-läge.

Längsebenheit Die Megatextur ist zu minimieren. Im niederen Geschwindigkeits-bereich ist sie aber nicht von grosser Bedeutung. Wichtiger sinddagegen Unstetigkeiten im Belag, zum Beispiel bei Schächten,Belagsübergängen, Reparaturstellen usf.

Verschmutzung Die Verschmutzung des Belags ist nur kleinräumig und temporärvon Bedeutung. Bei übermässigem, dauerndem Schmutzeintrag(z.B. lang dauernde Baustelle, Kiesgrube) erhöht sich der Abriebund beeinflusst das akustische Langzeitverhalten entsprechend.

4.2.5 FolgerungenWichtigste Pa-rameter

Die akustische Leistungsfähigkeit von dichten Belägen innerortshängt in erster Linie mit deren Oberflächentextur zusammen. Siewird hauptsächlich durch drei Parameter bestimmt. Seit längerembekannt ist die Bedeutung einer feinen Körnung und einer Sieb-kurve mit starker Ausfallkörnung. Neu dagegen sind die Erkennt-nisse bezüglich den Zusammenhängen zwischen Oberflächen-textur und den beim Einbau verwendeten Walzen, sowie bezüg-lich den thermisch bedingten Texturveränderungen.


33

Weitere Para-meter

Eine akustisch günstige und auch langfristig haltbare Oberflä-chentextur erfordert ferner besondere, qualitativ hochstehendeAusgangsstoffe. Benötigt werden abriebfeste Mineralien mit ho-her Porosität und temperaturresistente, verformungsfeste Binde-mittel.

Die akustische Güte wird durch weitere Parameter positiv odernegativ beeinflusst. Dazu gehören neben belagstechnischenParametern auch betriebliche Bedingungen wie Verkehrsmengeund Verkehrszusammensetzung, sowie standortspezifische Ge-gebenheiten.

4.3 TECHNISCHER BESCHRIEB

4.3.1 Beschrieb des lärmarmen bituminösen Stan-dardbelags innerorts

Anwendungs-bereich

Lärmarme, dichte Beläge werden vor allem auf stark befahrenenStrassen, im niederen Geschwindigkeitsbereich (< 60 km/h) undin dicht besiedelten Gebieten eingesetzt. In diesen Bereichenwird dem Lärmschutz meist eine hohe Priorität eingeräumt.

MassgebendeNormen

Für die Oberbaudimensionierung sind die in der Norm SN 640324 definierten Anforderungen zu erfüllen

Normgerecht eingebaute Beläge sind nicht dauerhaft lärmarm.Es sind zusätzliche Anforderungen an die Siebkurve, die Aus-gangsstoffe, den Einbau und den Unterhalt von lärmarmen Belä-gen zu stellen.

Siebkurve Es ist eine Siebkurve 0/6 oder 0/8 mm mit einer starken Ausfall-körnung zu wählen.

Ausgangsstoffe Bei der Wahl des Bindemittels muss ein Kompromiss zwischenSprödheit (Rissbildung im Winter) und Wärmebeständigkeit(Verformung im Sommer) gesucht werden. Aus diesem Grundsind härtere Bindemittel vorzuziehen.

Es sind ein relativ hoher Hohlraumgehalt und poröse Mineral-stoffe (.z.B. Hochofenschlacke) zu wählen, damit eine aus akusti-scher Sicht optimale Oberflächentextur geschaffen werden kann.

Es sind harte, polierresistente Mineralstoffe mit einer rauhenKornoberfläche zu wählen. Die rauhe Kornoberfläche erhöht dieReibung zwischen den Körnern und wirkt der Verformung imLaufe der Zeit entgegen, und die polierresistenten Mineralstoffetragen wesentlich zur Abriebfestigkeit bei.

Die Verwendung von Gummibitumen oder Gummizusätzen ist zuempfehlen. Beläge mit Gummizusätzen sind weniger steif undsomit akustisch günstiger.

HohlraumgehaltSchichtdicke

Beim heutigen Kenntnisstand eignen sich Dünnschichtbeläge fürden niederen Geschwindigkeitsbereich am besten. SchweizerNormen dafür bestehen noch keine. Entsprechend den Dünn-schichtbelägen in Österreich (LDD), Frankreich (BBTM) und derSchweiz (Splittasphalt) ist eine Schichtdicke zwischen 15-25 mmund ein Hohlraumgehalt am Marshall-Prüfkörper zwischen 5-8%anzustreben.

Einbau Es dürfen weder Pneuwalzen noch Vibrationswalzen eingesetztwerden. Es ist darauf zu achten, dass die Oberflächentexturdurch das Walzen nicht zerstört wird.


34

Für den Einbau von Dünnschichtdecken wird weniger Mischgutbenötigt als für herkömmliche Deckschichten (Schichtdicke 4cm).Dünnschichtbeläge werden ca. nach 10 Jahren Liegezeit ersetzt.Die akustische und die belagstechnische Lebendauer sind somitpraktisch identisch. Dies erlaubt es einen lärmarmen bituminösenBelag als dauerhafte Lärmminderungsmassnahme einzusetzenund eine bestimmte Lärmminderung auch langfristig zu garantie-ren.

Optimale meterologische Bedingungen und eine gute Baustel-lenorganisation sind wichtige Voraussetzungen für den Einbaueines dauerhaft lärmarmen bituminösen Strassenbelags. Einefrühzeitige Verschlechterung der Oberflächentextur hatte mei-stens ihre Ursache in ungünstigen Einbaubedingungen.

BetriebUnterhalt

Es sind keine besonderen Betriebs- oder Unterhaltsmassnahmenerforderlich.

Lärmarmer bituminöser Standardbelag innerorts

Anwendungs-bereich

• Strassen mit Geschwindigkeit < 60 km/h• Strasse in stark besiedeltem Gebiet. Dem

Lärmschutz wird hohe Priorität eingeräumt.

MassgebendeNormen

• In der Schweiz gibt es keine Norm für denBau eines lärmarmen bituminösen dichtenBelages.

Oberbau • Oberbaudimensionierung gemäss Norm SN640 324 [33].

Siebkurve • Körnung 0/6mm oder 0/8mm• Siebkurve mit einer starken Ausfallkörnung

Ausgangs-stoffe

• Polierresistentes, hartes Gestein gemässVSS-Norm 670 710e [32]

• Allenfalls Gummibitumen und/oder Gummi-zusätze

• Evtl. poröse Mineralstoffe (z.B. Hochofen-schlacke)

Hohlraum-gehalt

• Hohlraumgehalt Marshall zwischen 5-8%

Schichtdicke • 15 bis 25 mm

Einbau • Makrotextur muss beim Walzen erhaltenbleiben

• Keine Pneuwalzen• Keine Vibrationswalzen• Optimale meteorologische Bedingungen

beim Einbau (nur im Sommer)

Betrieb undUnterhalt

Keine Besonderheiten

Tabelle 4-3: Zusammenfassung der Anforderungen an einenlärmarmen bituminösen, dichten Belag innerorts(Standardbelag).


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4.3.2 Alternative lärmarme bituminöse Beläge inner-orts

SMAMR

Normgerecht eingebaute Splittmastix- und Rauhasphaltbelägesind nicht dauerhaft lärmarm. Um ihre akustischen Eigenschaftenzu optimieren sind sie in Richtung der oben (Kap. 4.3.1) be-schriebenen Anforderungen weiterzuentwickeln. Insbesonderesind folgende Anforderungen zu erfüllen:• Feinkörnige Siebkurve (0/6 oder 0/8 mm) mit starker Ausfall-

körnung• Härtere Bindemittel zur Verbesserung der Resistenz gegen

thermisch bedingte Texturveränderungen• Verwendung von Gummizusätzen oder Gummibitumen und

porösen Mineralstoffen• Keine Pneu- oder Vibrationwalzen beim Einbau einsetzen.

Die Makrotextur sollte beim Walzen erhalten bleiben

Die akustischen Eigenschaften sind durch Reihenmessungenüber mehrere Jahre zu überprüfen (vgl. Kap. 6).

ZweischichtigeDrainbeläge

Zweischichtige Drainasphalte stellen eine vielversprechende,noch in Entwicklung stehende Lösung dar. Er sollte für den In-nerortsbereich weiter geprüft werden. Erwünscht sind Teststrek-ken mit akustischen, belagstechnischen und unterhaltstechni-schen Reihenuntersuchungen. Aufgrund der relativ hohen Kostenund des aufwendigen Unterhalts (Reinigung) ist ihr Einsatz nurgerechtfertigt, falls eine überzeugende Wirkung klar erwiesen ist.

4.4 AKUSTISCHE ANFORDERUNGEN

Referenzmo-dell

Sämtliche Angaben über die akustischen Eigenschaften bezie-hen sich auf das Modell STL-86+ (BUWAL 1995: Mitteilungen zurLärmschutz Verordnung Nr. 6).

Abnahme-messungen

Bei Belägen, die als Lärmschutzmassnahme eingebaut werden,kommt der Erfüllung der akustischen Anforderungen grosse Be-deutung zu. Es sind deshalb immer Abnahmemessungen durch-zuführen. Diese erfolgen bis auf weiteres nach der Leq-Methodemit Messung einzelner Fahrzeugvorbeifahrten.

Anforderungen Bei dichten Belägen muss der Anfangslärmminderungswert un-mittelbar nach dem Einbau mindestens –3 dBA betragen. DasEnde der akustischen Lebendauer ist erreicht, sobald die gemes-sene Lärmminderung geringer als –1 dBA im Vergleich zum Mo-dell STL-86+ beträgt. Bituminöse Beläge, welche diese Anforde-rung nicht oder nicht mehr erfüllen, können nicht als lärmarmbezeichnet werden.


36

Abbildung 4-1: Schematisch Darstellung der akustischen Anfor-derungen an einen lärmarmen bituminösen Belaginnerorts.

4.5 VORGABEN FÜR STRASSENSANIERUNGSPRO-GRAMME

Im Rahmen von Strassensanierungsprogammen (nach Art. 19LSV) kann für die Berechnung der massgebenden Immissioneneine Belagskorrektur für den lärmmindernden bituminösen Stan-dardbelag von –2 dBA gegenüber dem Modell STL-86+ einge-setzt werden. Der lärmmindernde bituminöse Standardbelag istein Dünnschichtbelag gemäss den Angaben in Kap. 4.3.1.

Diese Belagskorrektur entspricht dem aktuellen Stand der Kennt-nisse. Sie wird beim Vorliegen neuer Erkenntnisse angepasst.

0 dBA

-3 dBA

-1 dBA

Anfangslärmmin-derungswert

Akustische Lebensdauer

Belagsalter

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Empfehlungen für lärmarme bituminöse Beläge ausserorts

37

5 EMPFEHLUNGEN FÜR LÄRMARME BITUMI-NÖSE BELÄGE AUSSERORTS

5.1 ALLGEMEINE GRUNDSÄTZE

OffenporigeBeläge

Für den Ausserortsbereich mit Fahrgeschwindigkeiten über 80km/h und insbesondere für Autobahnen stehen offenporige Belä-ge im Vordergrund.

In der Schweiz sind sie bisher zurückhaltend eingesetzt worden.Der Grund dafür liegt hauptsächlich in den schlechten Erfahrun-gen mit Drainbelägen der ersten und zweiten Generation mitrelativ geringem Hohlraumgehalt und ungenügenden Bindemit-teleigenschaften. Zudem wurden die Beläge teilweise auf Stra-ssen mit niedriger Fahrgeschwindigkeit und/oder zu hohemSchmutzeintrag eingebaut, sodass sie relativ rasch verstopftenund ihre lärmmindernden Eigenschaften verloren.

Die Drainbeläge wurden in den letzten Jahren aber weiterentwik-kelt und optimiert. Moderne Drainbeläge weisen einen Hohl-raumgehalt zwischen 22-25% auf und sind dank Polymerbitumenals Bindemittel auch resistenter gegen Kornausbrüche.

Aufgrund der heute vorliegenden Erfahrungen mit modernenDrainbelägen steht ihrem Einsatz nichts mehr im Wege. Die be-sondere Bauweise mit offenen Poren verlangt aber Einschrän-kungen. Sie ergeben sich einerseits aus dem speziellen Winter-verhalten, sowie der Verstopfungstendenz bei niederen Fahrge-schwindigkeiten und bei erhöhtem Schmutzeintrag. Bei der Pro-jektierung ist auf eine korrekte Entwässerung zu achten.

Der Drainbelag kann typischerweise auf Autobahnen in tieferenLagen eingesetzt werden, wo dichter Verkehr und hohe Lastwa-genanteile auch längfristig eine genügende Selbstreinigung er-bringen. Bei Geschwindigkeiten unter 80 km/h muss mit erhöh-tem Unterhalt mit speziellen Reinigungsgeräten gerechnet wer-den.

Im Neuzustand sind Lärmminderungen von 5 dBA und mehr imVergleich zum STL-86+ möglich. Die Lärmminderung nimmt imLaufe der Zeit ab, beträgt nach 10 Jahren aber in der Regel im-mer noch -4 dBA.

Neben der Sanierung von Gebieten mit Immissionsgrenz-wertüberschreitungen kann der Einsatz von Drainbelägen aucheinen wichtigen Beitrag im Sinne der Vorsorge für grosse Teiledes dicht besiedelten Mittellandes leisten. Insbesondere in Tal-und Hanglagen ist er oft die einzige sinnvolle Massnahme, weilLärmschutzwände vielfach keine oder nur eine geringe Wirkunghaben.

ZweischichtigeDrainbeläge

Im Rahmen von Totalsanierungen und Neubauten kommt auchder Einsatz von zweischichtigen Drainasphalten in Frage. Einegrobkörnige, untere Schicht erlaubt insbesondere eine gute Ent-wässerung bei breiten Fahrbahnen (Verzweigungsbereiche).

Dichte Beläge Nach heutiger Norm eingebaute dichte Beläge sind nicht dauer-haft lärmarm. Für eine breite Anwendung ausserorts kommensomit beim heutigen Kenntnisstand nur Drainbeläge in Frage.


38

5.2 MASSGEBENDE PARAMETER

Die wichtigsten belagstechnischen und betrieblichen Parameterfür Drainbeläge sind nachfolgend nach akustischen Gesichts-punkten vier Prioritäten zugeordnet.

Gruppe Parameter Priori-tät

Oberbau Stabilität und Ebenheit der Tragschicht +Ausgangsstoffe Siebkurve ++

Kornoberfläche +Mineralhärte, Polierwiderstand +Art des Bindemittels ++Art und Gehalt der Zusätze ++Hohlraumgehalt +++

Einbau Schichtdicke +Verdichtungsgrad 0Walzen +Meteorologische Bedingungen +

Oberfläche Ausflusszeit ++Mittlere Rauhtiefe 0Längsebenheit +Steifigkeit +Abrieb +Verschmutzung, Geschwindigkeit,Verkehrszusammensetzung

+++

Thermisch bedingte Texturverände-rung

+

Tabelle 5-1: Einfluss der wichtigsten belagstechnischen Pa-rameter auf die akustischen Eigenschaften einesoffenporigen Strassenbelags ausserorts.

5.2.1 Parameter 1. Priorität (+++)Hohlraumgehalt Im Unterschied zu einem dichten Belag werden die akustischen

Eigenschaften eines Drainbelags durch dessen hohe Porositätbestimmt. Aus bau- und unterhaltstechnischen Aspekten ist einHohlraumgehalt von 22 bis 25% anzustreben.

Verschmutzung Auf Drainbelägen muss ein übermässiger Schmutzeintrag, z.B.durch Baustellenverkehr oder landwirtschaftliche Fahrzeuge,vermeiden werden. Die Verstopfung der Poren führt zu einerdeutlichen Verschlechterung der akustischen Eigenschaften.

Geschwindig-keit

Günstig für den Erhalt der Durchlässigkeit ist die reinigende Wir-kung von raschem Verkehr. Die Selbstreinigung wird durch eineDruck-Sog-Wirkung der Pneus bei nasser Fahrbahn bewirkt. Umeine genügende Selbstreinigung sicherzustellen sollte auf Drain-belägen die gefahrene Geschwindigkeit mindestens 80km/h be-tragen.

Verkehrszu-sammenset-zung

Ein grosses Verkehrsvolumen und ein hoher Schwerverkehr-santeil verstärken den Selbstreinigungseffekt auf Drainbelägen.Je dichter und schneller der Verkehr und je höher der Schwer-verkehrsanteil, desto länger bleibt die Durchlässigkeit und somitauch die Lärmminderung erhalten.


39

5.2.2 Parameter 2. Priorität (++)Siebkurve In der Schweiz werden Drainasphalte mit einer Korngrössenver-

teilung 0/11 eingebaut. Im Ausland erwiesen sich feinkörnigeDrainbeläge 0/6 und 0/8mm akustisch noch günstiger sind alsDRA 0/11.

Bindemittel Es ist kein signifikanter Unterschied zwischen Drainbelägen mitpolymermodifiziertem Bindemittel und Drainbelägen mit Normal-Bitumen festzustellen. In jüngster Zeit gelangten ebenfalls gum-mimodifizierte Bindemittel zum Einsatz. Die Schweizer Norm fürDrainasphaltbeläge empfiehlt den Einsatz von Polymerbitumen.Die zu erwartende Lebensdauer eines Drainbelags wird nachhal-tig von der Qualität des eingesetzten Bindemittels beeinflusst.

Zusätze Es können stabilisierende Zusätze (z.B. Fasern) verwendet wer-den, welche das mögliche Ablaufen des Bindemittels vom Ge-stein verhindern. Zudem können Gummizusätze zum Einsatzkommen, welche den Belag elastischer machen.

Ausflusszeit Die Ausflusszeit beschreibt die Drainagefähigkeit von offenpori-gen Belägen. Drainbeläge müssen eine kurze Ausflusszeit undsomit eine hohe Durchlässigkeit aufweisen. Eine lange Ausfluss-zeit ergibt sich bei verstopften, akustisch nur noch schlecht odergar nicht mehr wirksamen Drainbelägen.

5.2.3 Parameter 3. Priorität (+)Kornoberfläche Eine rauhe Kornoberfläche mit Körnern aus zertrümmerten Mine-

ralstoffen erhöht die Reibung zwischen den Körnern, was insbe-sondere bei den hohen Hohlraumgehalten von Bedeutung ist. DieVerformung im Laufe der Zeit ist somit geringer, die akustischenEigenschaften des Belags bleiben länger erhalten.

Mineralhärte Der Abrieb wird vor allem durch die Mineralhärte, den Polierwi-derstand des Gesteins und durch die Verkehrslast bestimmt.Eine grosse Verkehrslast, insbesondere ein hoher Lastwa-genanteil, bewirkt einen gösseren Abrieb.

Schichtdicke Je grösser die Schichtdicke desto grösser die Lärmabsorption.Aus wirtschaftlichen Überlegungen werden Drainbeläge meist inSchichtdicken zwischen 3 und 5 cm eingebaut. Schichtdickenüber 5 cm wären akustisch noch günstiger.

Einbau Für die Verdichtung sollten nur Glattmantelwalzen eingesetztwerden. Aufgrund der hohen Klebekraft der Bindemittel ist auchstets auf eine ausreichende Wasserversorgung für die Beriese-lung der Walzenbandagen zu achten.

Wegen der Gefahr der schnellen Auskühlung durch Wind und beiniedrigen Temperaturen sollte der Einbau nur in der günstigenJahreszeit (Sommer) stattfinden.

Einbauunterbrüche, Termperatureinflüsse und die Walztechnikkönnen die Ebenheit der Drainasphalt-Deckschicht und somitauch deren akustischen Eingenschaften beeinflussen.

Thermisch be-dingte Textur-veränderung

Drainbeläge weisen in Bezug auf Schwerverkehr und Alter eineausgezeichnete Stabilität auf. Thermisch bedingte Texturverän-derungen spielen somit auf Drainbelägen nur ein untergeordneteRolle.

Steifigkeit Die Verwendung von Gummizusätzen oder Gummibitumen kanndie Steifigkeit des Belags vermindern und seine Elastizität erhö-


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hen. Dies kann sich günstig auf die akustischen Eigenschaftenauswirken.

Abrieb Da bei offenporigen Belägen nur qualitativ hochstehende Aus-gangsmaterialien zum Einsatz kommen, ist die Abnutzung derKornoberfläche relativ gering.

5.2.4 Parameter 4. Priorität (0)Tragschicht Ein qualitativ guter Oberbau ist die Grundvoraussetzung für den

Einbau einer stabilen Deckschicht. Eine ungenügende Tragfähig-keit und Ebenheit der Tragschicht führt zu einer raschen Verfor-mung der Deckschicht. Die in der VSS-Norm definierten Anforde-rungen sind einzuhalten [31].

Mittlere Rauh-tiefe

Die Anwendung der Sandfleckmethode zur Bestimmung dermittleren Rauhtiefe auf Drainbelägen ist nicht zweckmässig. Die-se Methode erlaubt keine Charakterisierung der Oberfläche vonDrainbelägen.

5.3 TECHNISCHER BESCHRIEB

5.3.1 Beschrieb des lärmarmen bituminösen Stan-dardbelag ausserorts

VSS-Norm Die schweizerische VSS-Norm ist jüngst überarbeitet worden. Sieenthält die Anforderungen für den Bau stabiler Drainbeläge. Ausakustischer Sicht ergeben sich keine zusätzlichen Anforderun-gen. Der Standardbelag für Autobahnen ist der DRA 0/11.

Selbstreinigung Der Selbstreinigungseffekt der Drainbeläge kommt nur zum tra-gen, wenn die signalisierte Geschwindigkeit mindestens 80 km/hbeträgt. Auf Strassen mit übermässigem Schmutzeintrag ist aufden Einbau von Drainbelägen zu verzichten.

Winterdienst Aufgrund ihres spezifischen Winterverhaltens ist der Einbau vonDrainbelägen nur in Bereichen unterhalb von 600 m über Meerzu empfehlen. Für höhere Lagen sind vorgängig ergänzendeUntersuchungen betreffend Winterdienst und Verkehrssicherheiterforderlich.

Der Winterdienst muss dem spezifischen Winterverhalten vonDrainbelägen Rechnung tragen (1-2°C tiefere Oberflächentempe-ratur, frühere Glatteisbildung). Art, Häufigkeit und Dosierung derStreumittel müssen angepasst, die Strassen- und Wetterzustand-serfassung (Kontrolle, Informationssysteme) verbessert und dasUnterhaltspersonal geschult werden. Es sind grössere Salzmen-gen und häufigere Streu- und Schneeräumungsfahrten erforder-lich als bei dichten Belägen [2].

DRA 0/8 Ausländische Untersuchungen zeigen für feinkörnige DRA 0/6und 0/8 mm ein aus akustischer Sicht noch günstigeres Alte-rungsverhalten als für DRA 0/11. Im Kanton Waadt wurde eineTeststrecke mit DRA 0/8 eingebaut. Aufgrund dieser Erfahrungenkann der Einsatz von DRA 0/8 ebenfalls empfohlen werden.


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Drainbelag

Anwendungs-bereich

• Strassen und Autobahnen mit Geschwindig-keit > 80 km/h (Selbstreinigung)

• Höhenlage < 600 m (Winterdienst)

• Keine Landwirtschafts- und Baufahrzeuge(Verschmutzung)

MassgebendeNormen

• Drainasphalt-Deckschichten VSS-Norm [30]

Oberbau • Oberbaudimensionierung gemäss Norm SN640 324 [33].

Siebkurve • 0/11mm Standardbelag

• 0/8 mm nicht normiert, aber empfehlens-wert

Ausgangs-stoffe

• Gemäss den VSS-Normen [32], [30], usw.

Hohlraum-gehalt

• Gemäss VSS-Norm [30]

Schichtdicke • Gemäss VSS-Norm [30]

Einbau • Gemäss VSS-Norm [30]

Betrieb undUnterhalt

• Der Winterdienst ist an die spezifischen Ei-genschaften der Drainbeläge anzupassen.

Tabelle 5-2: Zusammenfassung der Anforderungen an einenlärmarmen, bituminösen, offenporigen Belag au-sserorts

5.3.2 Alternative lärmarme bituminöse Beläge au-sserorts

ZweischichtigeDRA

Bei Totalsanierungen oder Neubauten kann auch der Einsatzzweischichtiger Drainasphalte sinnvoll sein. Dieser Belagstyperlaubt insbesondere eine bessere Entwässerung bei breiterFahrbahn (z.B. in Verzweigungsbereichen).


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5.4 AKUSTISCHE ANFORDERUNGEN

Referenzmodell Sämtliche Angaben über die akustischen Eigenschaften bezie-hen sich auf das Modell STL-86+ (BUWAL 1995: Mitteilungen zurLärmschutz Verordnung Nr. 6).

Abnahme-messungen

Bei bituminösen Belägen, die als Lärmschutzmassnahme einge-baut werden, kommt der Erfüllung der akustischen Anforderun-gen grosse Bedeutung zu. Es sind deshalb immer Abnahmemes-sungen durchzuführen. Diese erfolgen bis auf weiteres nach derLeq-Methode mit Messung einzelner Fahrzeugvorbeifahrten.

Anforderungen Auf einem DRA 0/11 mit einem Hohlraumgehalt von 22-25%muss der Anfangslärmminderungswert unmittelbar nach demEinbau mindestens - 5 dBA betragen. Das Ende der akustischenLebendauer eines Drainbelags ist erreicht, sobald die gemesse-ne Lärmminderung geringer als - 3 dBA im Vergleich zum ModellSTL-86+ beträgt.

Abbildung 5-1: Schematisch Darstellung der akustischen Anfor-derungen an einen lärmarmen, bituminösen of-fenporigen Belag.

5.5 VORGABEN FÜR STRASSENSANIERUNGSPRO-GRAMME

Im Rahmen von Strassensanierungsprogammen (nach Art. 19LSV) kann für die Berechnung der massgebenden Immissioneneine Belagskorrektur für den lärmmindernden bituminösen Stan-dardbelag ausserorts von –4 dBA gegenüber dem Modell STL-86+ eingesetzt werden. Der lärmmindernde bituminöse Stan-dardbelag ausserorts ist ein Drainbelag gemäss den Angaben inKap. 5.3.1.

Diese Belagskorrektur entspricht dem aktuellen Stand der Kennt-nisse. Sie wird beim Vorliegen neuer Erkenntnisse angepasst.

Bei Immissionsprognosen ist die Verschiebung des Frequenz-spektrums und die Höhenlage der Lärmquelle (besonders beiHindernisdimenisionierungen) zu berücksichtigen.

0 dBA

-5 dBA

-3 dBA

Belagsalter

Anfangslärmmin-derungswert

Akustische Lebensdauer

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Weiteres Vorgehen

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6 WEITERES VORGEHEN

6.1 ALLGEMEINES

6.1.1 Messtechnik AkustikNormen Die akustische Belagsgütemessung ist zur Zeit nicht genormt.

Für eine einheitliche und präzise Erfassung der akustischenMessdaten sind entsprechende Grundlagen zu schaffen.

Leq –Lmax Im Hinblick auf die internationale Vergleichbarkeit der Messre-sultate und eine rationelle Messtechnik sind Vor- und Nachteilevon Leq und Lmax-Messungen zu untersuchen und mit denneueren Entwicklungen des schweizerischen Emissions-Berechnungsmodells zu koordinieren.

Messdistanz Aufgrund lokaler Gegebenheiten ist oft eine Abweichung von derStandardmessdistanz erforderlich. Die bisher angewendete Kor-rektur der Messwerte ist zu prüfen und allenfalls zu verbessern.

Temperatur Die Temperatur des Belages hat einen Einfluss auf die Lärme-missionen. Diese Abhängigkeit ist zu prüfen, und, gestützt dar-auf, ein Korrekturwert für unterschiedliche Temperaturbedinun-gen festzulegen.

6.1.2 Messtechnik OberflächentexturSandfleckme-thode

Die Makrotextur von Belägen wird in der Praxis oft mit der Sand-fleckmethode, die Längsebenheit im cm- bis m-Bereich mit demGoniografen gemessen. Eine weitere klassische Methoden zurBeschreibung der Belagstextur ist die Ausflussmessung.

Bei homogenen, gleichartigen Strukturen eignet sich die Sand-fleckmethode zur Unterscheidung von Oberflächen mit geringerGrobrauheit von solchen mit hoher Grobrauheit. Sobald jedochder Grad der Grobrauheit gering wird und die Vertiefungen zwi-schen den Rauheitselementen sich der Korngrösse des verwen-deten Sandes nähern, lässt das Unterscheidungsvermögen die-ser Methode nach. Bei grösseren Rauhtiefen werden scheinbarhöhere Rauhtiefenwerte gemessen [26], insbesondere bei frei-stehendem Korn. Bei offenporigen Decken ist die Sandfleckme-thode wegen des hohen Hohlraumgehaltes ohnehin ungeeignet.

Laserverfahren Aus diesen Gründen wird heute anstelle der Sandfleckmethodeein optisches Abtastverfahren mit Laser verwendet. Die Charak-terisierung von Belagsoberflächen ist in der ISO-Norm 13 473geregelt. In dieser Norm sind sowohl die grundlegenden Begriffeals auch das Messverfahren und die Auswertung beschrieben.


44

Abbildung 6-1: Darstellung eines Oberflächenprofils

Es werden verschieden Typen von Geräten für die Aufnahme vonLaserprofilen unterschieden. Sie können gemäss nachstehenderTabelle klassiert werden.

schnell langsam

mobil Fahrgeschwindigkeit

> 60 km/h

Fahrgeschwindigkeit

< 60 km/h

stationär Zeit für Einzelmessung

< 2 min.

Zeit für Einzelmessung

> 2 min.

Tabelle 6-1: Gerätetypen für die Aufnahme von Laserprofilen.

Die Auswertung von Serien-Laserprofilen erlaubt eine dreidimen-sionale Darstellung der Textur. Diese Darstellungsart der Belag-stextur ist mit den heutigen technischen Möglichkeiten einfachund wird an Bedeutung gewinnen. Sie erlaubt eine deutlich bes-sere Charakterisierung der akustischen Eigenschaften von bitu-minösen Belägen, aber auch von anderen Eigenschaften.

Abbildung 6-2: 3D- Auswertung von Laserprofilen


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6.2 LÄRMARME BITUMINÖSE BELÄGE INNERORTS

6.2.1 TestbelägeTeststrecken Normengerecht eingebaute dichte bituminöse Beläge sind nicht

dauerhaft lärmarm. Sie müssen erst noch entwickelt und erprobtwerden.

Dazu sind Teststrecken für 5-10 Belagstypen von vorzusehen.Aus akustischer Sicht muss die Länge der Teststrecken minde-stens 100 m betragen. Die Anforderungen an die Ausgangsmate-rialien und den Einbau sind in Kapitel 4 beschrieben. Die Test-beläge müssen durch belagstechnische und akustische Messun-gen langfristig begleitet werden.

Die Teststrecken dienen dazu, die formulierten Anforderungen(Tab. 4-3) zu prüfen und allenfalls zu ergänzen. Die daraus ge-wonnenen Erkenntnisse werden als Grundlage für die Weiter-entwicklung und im Hinblick auf eine spätere Normierung lär-marmer bituminöser dichter Beläge dringend benötigt.

Für besondere Anwendungszwecke ist auch eine zweischichtigerDrainasphalt-Teststrecke vorzusehen. Die laufenden Untersu-chungen im Ausland sind zudem weiter zu verfolgen. Erst danachkann schlüssig über deren Einsatz entschieden werden.

6.2.2 LangzeitüberwachungMesspro-gramm

Durch periodische (mindestens jährliche) akustische Messungenmuss das Langzeitverhalten der verschiedenen Belagstypenerhoben werden. Dabei sind sowohl Beläge aktueller Bauweiseals Referenzwerte als auch neue Testbeläge zu messen. ProBelagstyp sind mehrere Standorte zu untersuchen, damit allfälli-ge standortspezifische Besonderheiten erkannt werden können.Ergänzend ist auch die Messung der Belagstextur vorzusehen.Es ist folgendes Messprogramm vorzusehen:

• Weiterführung der Messungen an SMA und MR-Belägenunter Berücksichtigung bestehender Messreihen.

• Aufbau neuer Messreihen bei den Testbelägen(siehe oben).Es sind 5-10 Standorte zu evaluieren.

Daraus ergeben sich jährlich 20-30 akustische Belagsgütemes-sungen, die mit belagstechnischen Erhebungen zu ergänzensind. Über die Messergebnisse soll jährlich Bericht erstattet wer-den.

6.2.3 Parameterstudie SplittasphaltBei den Splittasphaltbelägen sind günstige akustische Eigen-schaften nach dem Einbau in der Schweiz nachgewiesen. DieUntersuchung der massgebenden Parameter (analog den beiSMA durchgeführten Studie) dieser Beläge sollte es erlauben, diegünstigen Eigenschaften dieses Belagstyps für die Weiterent-wicklung von bituminösen Belägen zu nutzen und hinsichtlichLangzeitverhalten zu verbessern.


46

6.2.4 Langzeiterfahrungen im AuslandIm Ausland wird die zeitliche Entwicklung der akustischen Eigen-schaften von bituminösen Strassenbelägen ebenfalls erfasst.Diese Erfahrungen können wichtige Hinweise für die weitereEntwicklung in der Schweiz geben. Die ausländischen Untersu-chungen sind deshalb weiter zu verfolgen und entsprechendenDaten auszuwerten.

6.3 LÄRMARME BITUMINÖSE BELÄGE AUSSERORTS

Testbeläge Für den hohen Geschwindigkeitsbereich fehlen heute nochlärmmindernde dichte Beläge. Auf der Basis der Dünnschichtbe-läge sind an 2-5 Standorten Testbelägen einzubauen und, ent-sprechend den Innerortsbelägen, akustisch und belagstechnischzu begleiten.

DRA 0/8 Als Optimierung des DRA 0/11 muss auch der feinere DRA 0/8untersucht werden. Im Ausland wurden für diesen Belag aku-stisch günstigere Ergebnisse nachgewiesen als für den DRA0/11. Es sind 2-4 Testbeläge zu untersuchen. Aus akustischerSicht beträgt die minimale Länge der Versuchsstrecke 100 m.

Langzeitüber-wachung

Die vorhandenen Drainbeläge (v.a. in den Kantonen VD und AG)sind weiter in ihrer zeitlichen Entwicklung zu überwachen. Zu-sammen mit der Überwachung der Testbeläge ergeben sich jähr-lich rund 15 Belagsgütemessungen, die mit belagstechnischenUntersuchungen zu ergänzen sind. Ueber die Messergebnissesoll jährlich Bericht erstattet werden.

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Literatur

47

LITERATUR

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48

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[26] Ullrich, S.: Akustische Erfahrungen mit lärmmindernden Texturen – EineZwischenbilanz. In: Strasse + Autobahn, Heft 8, 1996, S. 432-435.

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[29] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS). Bauliche Mass-nahmen zur Erhaltung von Fahrbahnen. Instandsetzung bituminöser Be-läge, SN 640 732, 1993.

[30] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS). Drainasphaltbelä-ge, SN 640 433b, genehmigt 15.5.2000.

[31] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS). Ebenheit. Quali-tätsanforderungen, SN 640 521b, 1995.

[32] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS). Sand, Kies, Splittund Schotter für Beläge. Qualitätsvorschriften, SN 670 710e, 1998.

[33] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS): Strassenoberbau,SN 640 324, 1997.

[34] Wolf, A. et al.: Erfassung des Wissensstandes über Reifen-/Fahrbahngeräusche beim Nutzfahrzeug. Forschungsvereinigung Auto-mobiltechnik, Schriftenreihe, Nr. 97, 1992.

[35] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS): Splittmastixas-phalt-Deckschichten. Konzeption, Anforderungen, Ausführung, SN 640432, 1994.


49

[36] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS): Rauhasphalt-Deckschichten. Konzeption, Anforderungen, Ausführung, SN 640 435,1994.

[37] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS): Griffigkeit, Be-wertung, SN 640 511b, 1984.

[38] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS): Bestimmung desErweichungspunktes, Ring und Kugel, SN 670 743a, 1968.

[39] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS): Filler für bitumi-nöses Mischgut, SN 670 760a , 1988.

[40] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS): Zertrümmerungs-prüfung, SN 670 830a, 1991.

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[42] Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute (VSS): Polymermodifi-zierte Bitumen (PmB) für Beläge, SN 671 400, 1993.

[43] Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen. Merkblatt fürden Bau offenporiger Asphaltdeckschichten, Köln, 1998.

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Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Abkürzungen

51

ABKÜRZUNGEN

AB AsphaltbetonASTRA Bundesamt für StrassenBBTM Bétons bitumineux très mince (Frankreich)BBUM Bétons bitumineux ultra-mince (Frankreich)BUWAL Bundesamt für Umwelt, Wald und LandschaftdBA Dezibel, A-bewertetDRA DrainasphaltEMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und ForschungsanstaltGA GussasphaltHMT HeissmischtragschichtISO International Organisation for StandardisationLDD Lärmmindernde Dünnschichtdecken (Oesterreich)LSV LärmschutzverordnungMR Rauhasphalt (franz. macro-rugeux)N1 Teilverkehrsmenge N1 gemäss Anhang 3 LSV (insbeson-

dere Personenwagen)N2 Teilverkehrsmenge N2 gemäss Anhang 3 LSV (insbeson-

dere Lastwagen)OB OberflächenbehandlungSMA SplittmastixasphaltSPA SplittasphaltSTL-86+ Modell für die Berechnung von Lärmemissionen und –im-

missionen der EMPATA TeerasphaltUSG UmweltschutzgesetzVSS Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Anhang

53

ANHANG

A1: Belagstechnische KenndatenDrainbeläge (DRA)Splittmasitxasphaltbeläge (SMA)Rauhasphalt (MR)Bétons bitumineux très mince (BBTM)Lärmmindernde Dünnschichtdecken (LDD)Splittasphalt (SPA)

A2: Parameterstudie Kanton AargauAusgangslage und ZielMethodeErgebnisse

A3: Messprotokolle von Belagsmessungen im 30 km/h-Geschwindigkeitsbereich

A4: Emissionsmodell STL-86+

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Drainbelag (DRA) Anhang A1

55

Drainbelag (DRA)

Parameter Bedeu-tung fürAkustik

Bemerkungen

Oberbau TragschichtStabilität Tragschicht 1Ebenheit Tragschicht 1 Querebenheit: Unebenheiten ≤ 4mm unter der 4-m-Latte

Längsebenheit: sw ≤ 2.2% [31]Ausgangs-stoffe

Mineralstoffe

Siebkurven 1 In der Schweiz: 0/11, 0/16 [30]In Frankreich: 0/6, 0/10, 0/14 [NF P 98-134]Deutschland: 0/8, 0/11 [20]0/6 und 0/8 scheinen aus akustischer Sicht besonders günstig und genügen auch den bau-technischen Anforderungen [20].

Qualitätsanforderun-gen an Splitte, Sand

1 Anforderungen gemäss [32]besonders kantenfest, da der hohe Verformungswiderstand durch die Verkeilung der Steineerwirkt wird, hoher Widerstand gegenüber Schlagbeanspruchung, griffig sein, ein besondersguten Polierwiderstand aufweisen [20]

Petrographisch unge-eignete Körner [Mas-se-%]

2 Grobe Glimmerblätter > 3 mm: 0%[32]Feine Glimmerblättchen: max. 2%Weiche, poröse Körner: max. 6%

Anteil der nichtkubi-schen Körner

2 20....50 % [32]

Max. zulässiger Anteilan runden Körner [%]

2 teilweise rund: 25% bzw. 33% [32]rund: 1% bzw. 2%

Mineralhärte [N/mm2] 1 > 140 (hart) [32]< 60 (weich)

Polierwiderstand(PSV)

1 ≥ 45 bzw. ≥ 50 [32]

Los-Angeles-Koeffizient

1 zwischen 18 und 23 [32]

BindemittelArt 1 Bitumen oder Polymerbitumen [41], [42]Gehalt (Gew.-%) 2 DRA 0/11: 4.5...5.5 [30]

DRA 0/16 4.0...5.0 [30]Penetration 25°C[10-1 mm]

3 PmB Typ I: 20...50 [42]PmB Typ II: 51...100 [42]PmB Typ III: 101...150 [42]

Brechpunkt nachFraass [°C]

3 PmB: ≤ -15 [42]

ErweichungspunktRing und Kugel [°C]


FillerPetrographischeBeschaffenheit

3 Ausgangsmaterialien für das Herstellen von Filler müssen ein festes und kompaktes Gefügeaufweisen. Stark verwitterte, mikroporöse, tonhaltige, glimmerreich oder stark geschieferteGesteinsarten sind nicht geeignet [39]

Gehalt an ungeeigne-ten Anteilen (Masse-%)

3 < 5% [39]

Korngrössenverteilung 2 Körnung < 0.09 100% [39]Körnung < 0.02 20...60% [39]Körnung < 0.005 10...25% [39]

Hohlraumgehalt nachRigden

3 zwischen 30 und 45 Vol.-% [39]

ZusätzeArt 1 Fasern, Mineralstoffe, Gummi, Kautschuk, etc. [30]Gehalt im Mischgut(Faserstoffe) Gew.-%

1

MischgutMarshall-Probekörper:Hohlraumgehalt Vol.-%

1 Je nach Belag unterschiedlich.HM > 22 % Vol.

Stabilität [kN] 3Rohdichte [g/cm3] 3Fliessen [mm] 3

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Drainbelag (DRA) Anhang A1

56


Bemerkungen

Einbau SchichtSchichtdicke [cm] 1 DRA 0/10, 0/11, 0/14: 30....40 mm [30]

DRA 0/16: 40....55 mm [30]Hohlraumgehalt Vol.-%

1 21-29 %Vol. EW19-27 % Vol. MW

Hohlraumfüll.-grad[Vol.-%]

1

KommunikativerHohlraum [%]

1 > 15% Vol.

Verdichtungsgrad 1 > 98% MWVerdichtungstemp.[°C]

3 > 130 °C mit PmB

Lufttemperatur [°C] 3 > 10 °CTemp. Mischgut beimEinbau [°C]

3 > 150 °C / < 160 °C

Oberfläche OberflächeGriffigkeit:SRT-Pendel

3 ≥ 65 [37]

Skiddometer [µ] 3 ≥ 0.32 bzw. ≥ 0.39 bwz. ≥ 0.48 (in Abhängigkeit von V) [37]Wasserdurchlässigkeit[l/min]

1 EW > 13 l/minMW > 15 l/min

Mittlere Rauhtiefe 1 DRA weisen im Vergleich zu SMA einen hohen Absorptionsgrad auf (über 0.3). Das Steigendes Vorbeifahrgeräusches mit der Zeit auf dem DRA ist mit grosser Wahrscheinlichkeit aufeinen Rückgang des Absorptionsgrads (z.B. durch Verstopfung) zurückzuführen [22].

Längsebenheit 1 W-Wert [‰] sw-Wert [‰]Hochleistungsstr.: ≤ 10 ≤ 1.6 Andere Strassen: ≤ 14 ≤ 2.2

Querebenheit:T-Wert[mm]

2 Hochleistungsstr.: ≤ 4 [31]Andere Strassen: ≤ 6

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Splittmastixasphalt (SMA) Anhang A1

57

Splittmastixasphalt (SMA)


Bemerkungen

Oberbau TragschichtStabilität Tragschicht 1Ebenheit Tragschicht 1 Querebenheit: Unebenheiten ≤ 4mm unter der 4-m-Latte [31]

Längsebenheit: sw ≤ 2.2%Ausgangs-stoffe

Mineralstoffe

Siebkurven 1 SMA 0/6, SMA 0/11 und SMA 0/16 [35]Kleinere Korngrössen sind akustisch günstiger. Die in Deutschland eingebauten SMA 0/3 undSMA 0/5 weisen gute akustische Eigenschaften auf [24].


1 Anforderungen gemäss [32]


2 Grobe Glimmerblätter > 3 mm: 0%[32]Feine Glimmerblättchen: 2%Weiche, poröse Körner: 6%


2 20....50 % [32]





1 ≥ 45 bzw. ≥ 50 [32]


1 Zwischen 18 und 23 [32]

BindemittelArt 1 In der Regel sind die folgenden Bindemittelsorten zu verwenden:

Mischgut Typ N: B 80/100Mischgut Typ S: B55/70Bei besonderer Beanspruchung kann auch Polymerbitumen verwendet werden.

[35]Die Art des Bindemittels beeinflusst die akustischen Eigenschaften nicht direkt.

Gehalt (Gew.-%) 2 SMA 6: 7.0-8.0%SMA 11: 6.5-7.5%SMA 16: 6.0-7.2% [35]Der Gehalt des Bindemittels beeinflusst die akustischen Eigenschaften nicht.

Penetration 25°C[10-1 mm]

3 Bitumen 55/70: 55....70 [41]PmB Typ I: 20...50 [42]PmB Typ II 51...100 [42]PmB Typ III: 101...150 [42]


3 Bitumen 55/70: ≤ -10 [41]PmB: ≤ -10 [42]


3 Bitumen 55/70: 48...58 [41]PmB Typ I: 60...85 [42]PmB Typ II 50...60PmB Typ III: 45...60 [42]




3 < 5% [39]



3 zwischen 30 und 45 Vol.-% [39]≤ 40 % [1]

ZusätzeArt 1 Organische und mineralische Faserstoffe

Kieselsäure und Polymere in Pulver- <oder GranulatformHochstabilisierende Filler [35]

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Splittmastixasphalt (SMA) Anhang A1

58


Bemerkungen

Gehalt im Mischgut(Faserstoffe) Gew.-%

1


1 2-4% [35]

Stabilität [kN] 3 Die mechanische Marshallwerte (Stabilität, Fliessen) sind beim SMA wenig aussagekräftig.[35]Der Zusammenhang zwischen der Stabilität und den akustischen Eigenschaften ist nurschwach

Rohdichte [g/cm3] 3Fliessen [mm] 3 Die mechanische Marshallwerte (Stabilität, Fliessen) sind beim SMA wenig aussagekräftig.

[35]Einbau Schicht

Schichtdicke [cm] 1 SMA 0/6: 2-3 cmSMA 0/11: 3-5 cmSMA 0/16 4-7 cm [35]Die Sichtidicke scheint keinen direkten Einfluss auf die akustischen Eigenschaften eines SMAzu haben.

Hohlraumgehalt Vol.-%

1 Anforderungen an MittelwerteSMA 6: 2-7%SMA 11: 2-6%SMA 16: 2-6% [35]Der Hohlraumgehalt spielt aus akustischer Sicht nur eine untergeordnete Rolle


1


1

Verdichtungsgrad 1 Anforderungen an Mittelwerte: Min. 97 für SMA 11 und SMA 16; für SMA 6 keine Vorgabe[35]Der Verdichtungsgrad beeinflusst die akustischen Eigenschaften nicht.

Verdichtungstemp.[°C]

3

Lufttemperatur [°C] 3Temp. Mischgut beimEinbau [°C]

3 Mindesttemperatur des Mischgutes unmittelbar vor dem Walzen:140°C (bei einem B 55/70)130°C ( bei einem B 80/100) [35]

Art der Walzen 1 Art, Gewicht und Anzahl der Walzen sowie deren Passenzahl sind auf Einbauleistung,Mischguttyp und Mischgutsorte, Schichtdicke und Witterungsbedingungen abzustimmen. DieWalzenverdichtung sollte vorwiegend statisch vorgenommen werden. Gummiradwalzensollen nicht für die Verdichtung eingesetzt werden, da die Gefahr besteht, dass sich Mörtelan-reicherungen an der Oberfläche bilden. [35]

Gewicht der Walzen 1 Die Walzverdichtung sollte mit schweren Tandem- oder Dreiradwalzen von mindestens 8 tvorgenommen werden. [35]

Aus akustischer Sicht sollte die Walze 1 nicht schwerer als 3-4t sein. Der Einfluss des Einsat-zes der Walze 4 ist nicht eindeutig. Doch Untersuchen haben gezeigt, dass auf Belägen woeine Walze 4 verwendet wurde, höhere Lärmpegel gemessen werden.

Oberfläche OberflächeGriffigkeit: SRT-Pendel

3 ≥ 65 [37]Tendentiell sind SMA-Beläge mit einer tiefen Griffigkeit (< 65) akustisch günstiger als solchemit einer hohen Griffigkeit.

Skiddometer [µ] 3 ≥ 0.32 bzw. ≥ 0.39 bwz. ≥ 0.48 (in Abhängigkeit von V) [37]Ausflussmesszeit [s] 1 50 bzw. 100 bzw. 150 (in Abhängigkeit von V) [37]

Die Ausflusszeit beeinflusst die akustischen Eigenschaften nicht.Mittlere Rauhtiefe 1 Je grösser der Sandfleckdurchmesser (d.h. je dichter der Belag) desto lauter der SMA-Belag.

SMA –Beläge mit einen Sandfleck-Durchmesser von < 0.4m gehören zu den leisesten Belä-gen.

Längsebenheit 1 W-Wert [‰] sw-Wert [‰]Hochleistungsstr.: ≤ 10 ≤ 1.6Andere Strassen: ≤ 14 ≤ 2.2 [31]



Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Rauhasphalt (MR) Anhang A1

59

Rauhasphalt (MR)


Bemerkungen



Mineralstoffe

Siebkurven 1 MR 6, MR 11 und MR 16MR 6 wird in der Regel für tiefe Geschwindigkeiten Fahrbahnen angewendet [36]




2 Grobe Glimmerblätter > 3 mm: 0%[32]Feine Glimmerblättchen: 2%Weiche, poröse Körner: 6%


2 20....50 % [32]





1 ≥ 45 bzw. ≥ 50 [32]



BindemittelArt 1 In der Regel sind die folgenden Bindemittelsorten zu verwenden:

Mischgut Typ N: PmB Typ II oder III oder B 80/100Mischgut Typ S: PmB Typ II

[36]Gehalt (Gew.-%) 2 MR 6: 6.0-8.0%

MR 11: 5.5-6.2%MR 16: 5.0-5.7% [36]


3 Bitumen 80/100: 80....100 [41]PmB Typ I: 20...50 [42]PmB Typ II 51...100 [42]PmB Typ III: 101...150 [42]


3 Bitumen 80/100: ≤ -12 [41]PmB: ≤ -10 [42]


3 Bitumen 80/100: 44...54 [41]PmB Typ I: 60...85 [42]PmB Typ II 50...60 [42]PmB Typ III: 45...60 [42]




3 < 5% [39]



3 zwischen 30 und 45 Vol.-% [39]≤ 40 % [1]

ZusätzeArt 1 Organische und mineralische Faserstoffe

Kieselsäure und Polymere in Pulver- <oder GranulatformHochstabilisierende Filler [35]

Gehalt im Mischgut(Faserstoffe) Gew.-%

1


1 Mischgut Typ N: 3-7%Mischgut Typ S: 4-7% [36]

Stabilität [kN] 3 Die mechanische Marshallwerte (Stabilität, Fliessen) sind beim MR nicht aussagekräftig. [36]

Rohdichte [g/cm3] 3Fliessen [mm] 3 Die mechanische Marshallwerte (Stabilität, Fliessen) sind beim MR nicht aussagekräftig.

[36]

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Rauhasphalt (MR) Anhang A1

60


Bemerkungen

Einbau SchichtSchichtdicke [cm] 1 MR 0/6: 15-30 mm

MR 0/11: 25-50 mmMR 0/16 35-65 mmm [36]

Hohlraumgehalt Vol.-%

1 Für MR 6, 11, 16 gelten folgende Anforderungen an die Mittelwerte:Typ N: 2.5-9%Typ S: 3-8% [36]


1


1

Verdichtungsgrad 1 Anforderungen an Mitteltwerte: 98 für MR 6, 11 und 16[36]

Verdichtungstemp.[°C]

3


3 Mindesttemperatur des Mischgutes unmittelbar vor dem Walzen:140°C (PmB Typ II oder III)130°C ( bei einem B 80/100) [36]


3 ≥ 65 [37]

Skiddometer [µ] 3 ≥ 0.32 bzw. ≥ 0.39 bwz. ≥ 0.48 (in Abhängigkeit von V)[37]

Ausflussmesszeit [s] 1 50 bzw. 100 bzw. 150 (in Abhängigkeit von V)[37]

Mittlere Rauhtiefe 1Längsebenheit 1 W-Wert [‰] sw-Wert [‰]

Hochleistungsstr.: ≤ 10 ≤ 1.6Andere Strassen: ≤ 14 ≤ 2.2 [31]



Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Bétons bitumineux très mince (BBTM) Anhang A1

61

Bétons bitumineux très mince (BBTM)


Bemerkungen


Der Oberbau sollte einen geringes Potential zur Spurrinnenbildung aufweisen. [1]Ausgangs-stoffe

Mineralstoffe

Siebkurven 1 0/6, 0/10, 0/14 [1]BBTM 0/6, BBTM 0/10, BBTM 0/14. Dabei wird jeweils zwischen BBTM Typ I (Hohlraumge-halt 6-17%) und BBTM Typ II (Hohlraumgehalt 18-25%) unterschieden [1].Die BBTM 0/6 werden als lärmmindernd bezeichnet. Insbesondere der BBTM 0/6-Typ II istbesondes lärmarm. BBTM 0/6 des Typs II werden in Frankreich erst seit 2-3 Jahren imgrossen Stil eingebaut. � Langzeiterfahrungen sind noch keine vorhanden. BBTM 0/10liegen aus akustischer Sicht im Durchschnitt, BBTM 0/14 sind jedoch laute Beläge. [6], [13].


1 Anforderungen gemäss [NF P 18-101]


2 Grobe Glimmerblätter > 3 mm: 0% [32]Feine Glimmerblättchen: 2%Weiche, poröse Körner: 6%


2 20....50 % [32]





1 ≥ 45 bzw. ≥ 50 [32]Sehr harte und polierresistente Körner verwenden. Die Langlebigkeit der Beläge wird beein-trächtigt wenn der PSV der Körner zu gering ist. Auch die Entwicklung der Griffigkeit im Laufeder Zeit wird sehr stark durch den PSV bestimmt [8].


1 zwischen 18 und 23 [32]

BindemittelArt 1 Bitumen oder Polymerbitumen [41], [42]

Die BBTM werden mit Bitumen oder Polymerbitumen gebaut. Die am meisten verwendetenBitumen sind 50/70 und 70/100, manchmal auch 35/50 für stark befahrene Strassen. FürBBTM des Typ 2 werden vor allem polymermodifizieten Bindemittel verwendet [8].

Gehalt (Gew.-%) 2 BBTM 0/6 Typ I: 6.2-6.7BBTM 0/6 Typ II: 5.0-5.5BBTM 0/10 Typ I: 5.7-6.2BBTM 0/10 Typ II: 4.5-5.5Werden modifizierte Bindemittel verwendet, so kann der Bindemittelgehalt um 0.1 bis 0.3%höher sein. Oder mit einem Mineralfaserzusatz kann der Bindemittelgehalt ebenfalls um 0.2bis 0.4% höher sein. Im Langzeitverhalten zeigen BBTM 0/10 mit polymermodifiziertenBindemittel keinen wesentliche Unterschied im Vergleich zu solchen mit Faser-Zusätzen. [8].


3 PmB Typ I: 20...50 [42]PmB Typ III: 101...150 [42]


3 PmB: ≤ -10 [42]


3 PmB Typ I: 60...85 [42]PmB Typ III: 45...60 [42]




3 < 5% [39]



3 zwischen 30 und 45 Vol.-% [39]≤ 40 % [1]

Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Bétons bitumineux très mince (BBTM) Anhang A1

62


Bemerkungen


1


1 Je nach Belag unterschiedlich, siehe � [1], [30]


Einbau Schicht Der Einbau hat einen grossen Einfluss auf die akustischen Eigenschaften eines Belags.Enbautemperatur, Walzen, Einbaugeschwindigkeitn, meteorologische Bedingungen beimEinbau spielen eine wichtige Rolle [6].

Schichtdicke [cm] 1 20-25 mm, mit einem absoluten Minimum von 15mm an jedem Punkt des Belags [1]Hohlraumgehalt Vol.-%

1 BBTM TypI: 6-17% [1]BBTM Typ II: 18-25% [1]Die Lärmabsorption auf diesem porösen Belag spielt jedoch augrund der geringen Schicht-dicke nur eine untergeordnete Rolle. Vielmehr wirkt sich die Oberflächenstruktur günstig aufdie Lärmentstehung aus (d.h. es entsteht weniger Lärm). Aus diesem Grund hat die Ver-stopfung der Poren einen geringeren Einfluss auf die akustischen Eigenschaften als auf DRA[6].


1


1

Verdichtungsgrad 1Verdichtungstemp.[°C]

3

Lufttemperatur [°C] 3 > 5°C; bei kaltem Wetter darf die Windgeschwindigkeit nicht über 30km/h betragen. [1]Temp. Mischgut beimEinbau [°C]

3 > 135 [1]

Art der Walzen 1 Glatte Walze verwenden. Es ist darauf zu achten, dass die Körner flach gelegt werden („mett-re à plat les granulats“) [6].

Gewicht der Walzen 1Oberfläche Oberfläche

Griffigkeit:SRT-Pendel

3 ≥ 65 [37]

Skiddometer [µ] 3 ≥ 0.32 bzw. ≥ 0.39 bwz. ≥ 0.48 (in Abhängigkeit von V) [37]Die BBTM 0/6, mit Ausfallkörnung 2/4 (mit einer Makrotextur zwischen 0.7 und 0.9mm) sinddie besten Strassenbeläge in Bezug auf die Griffigkeit. Die ausgezeichnete Griffigkeit bleibtauch im Laufe der Zeit erhalten. Messungen nach 2 bis 3 Millionen Lastwagen zeigen einsehr schwache Abnahme der Griffigkeit (zwischen 0 bis 10%) [8].

Ausflussmesszeit [s] 1 50 bzw. 100 bzw. 150 (in Abhängigkeit von V) [37]Mittlere Rauhtiefe 1 Die Rauhtiefe („hauteur au sable vraie“) nach dem Einbau muss an allen Punkten minde-

stens:- 0.6 mm für einen BBTM 0/6 betragen- 0.8 mm für einen BBTM 0/10 und BBTM 0/14 betragen. [1]Die Anwendung der Sanfleckmethode zur Bestimmung der mittleren Rauhtiefe ist auf diesenporösen Deckschichten nicht sinnvoll und liefert auch keine brauchbaren Resultate (analogzu den DRA). Die Oberlächentextur kann somit nicht über die mittlere Rauhtiefe bestimmtwerden. Eine Korrelation zwischen Rauhtiefe und Akustik konnte auf diesen Belägen nichteruiert werden [6].Auf BBTM 0/10 werden anfänglich Rauhtiefen von 1.0 bis 1.3 mm gemessen. Auch nach 5-7Jahren bleibt im allgemeinen diese Oberflächenstruktur weitgehend erhalten. SchlechteBedingungen beim Einbau führen jedoch zu einer Verschlechterung der Oberflächentextur imLaufe der Zeit [8].Die gemessene mittlere Rauhtiefe auf BBTM 0/6 Typ I beträgt 0.8-0.9 mm bzw. 1.2mm aufden BBTM 0/6 Typ II. Die geometrische Rauheit ist zwar 25 bis 30 % geringer als auf BBTM0/10, jedoch immer noch 20 bsi 40% höher als auf traditionellen Belägen wie z.B. die BBM.Diese Oberflächenstruktur bleibt auch nach mehreren Jahren gut erhalten (Abnahme von ca.10% der mittleren Rauhtiefe nach 3 Millionen kumulierten Lastwagen) [8].




Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Lärmmindernde Dünnschichtdecken (LDD) Anhang A1

63

Lärmmindernde Dünnschichtdecken (LDD)


Bemerkungen

Oberbau TragschichtStabilität Tragschicht 1Ebenheit Tragschicht 1 Die Herstellung von LDD setzt voraus, dass die Unterlage ausreichend standfest, tragfähig,

sauber und ebenflächig ist [44].Ausgangs-stoffe

Mineralstoffe

Siebkurven 1 LDD H 4 und LDD H 8 [44]Qualitätsanforderun-gen an Splitte, Sand





2 20....50 % [32]





1 ≥ 50 [44]


1 Festigkeit ≥ 2mm Los-Angeles-Wert: ≤ 16Festigkeit > 2mm Los-Angeles-Wert: ≤ 25 [44]

BindemittelArt 1 Nur polymermodifizierte Bindemittel [44]Gehalt (Gew.-%) 2Penetration 25°C[10-1 mm]



3 PmB: ≤ -10 [42]






3 < 5% [39]



3 zwischen 30 und 45 Vol.-% [39]≤ 40 % [1]


1


1 7 -13 [44]


Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Lärmmindernde Dünnschichtdecken (LDD) Anhang A1

64


Bemerkungen

Einbau SchichtSchichtdicke [cm] 1 25 mm [44]Hohlraumgehalt Vol.-%

1 ≤ 16 [44]Offenporige Dünnschichtbeläge werden nicht mit dem Grundgedanken der Drainagefähigkeithergestellt, sondern sollen durch die hohlraumreiche Struktur Profilresonanzen und Air-pumping-Effekte verringern. Absorptionswirkungen sind aufgrund der kleinen und damit raschverstopften Poren wahrscheinlich nicht zu erwarten [18].


1


1


3


3

Art der Walzen 1Gewicht der Walzen 1


3 ≥ 65 [37]

Skiddometer [µ] 3 ≥ 0.32 bzw. ≥ 0.39 bwz. ≥ 0.48 (in Abhängigkeit von V) [37]Ausflussmesszeit [s] 1 50 bzw. 100 bzw. 150 (in Abhängigkeit von V) [37]Mittlere Rauhtiefe 1 In Neuzustand wurde auf dem untersuchten LDD einen hohe Rauhtiefe von 1.5mm genes-

sen. Nach 2 Jahren betrug die Rauhtiefe nur noch ca. 1.1 mm. Hypothese: Abfahren derProfilspitzen. Im Vergleich dazu weisen die SMA Rauhtiefen um 0.8 mm auf; diese Rauhtiefeblieben im zweijährigen Untersuchungszeitraum stabil [22].Fazit: Auf der untersuchten LDD-Teststrecke konnte keine Korrelation zwischen Rauhtiefeund Schallpegel ermittelt werden [22].Zudem weisen LDD im Vergleich zu SMA einen relativ hohen Absorptionsgrad (ca. 0.15) auf.Nur DRA weisen noch einen höheren Absoptionsgrad auf (über 0.3) [22].




Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Splittasphalt (SPA) Anhang A1

65

Splittasphalt (SPA)


Bemerkungen



Mineralstoffe

Siebkurven 1 SPA 0/6, SPA 0/8 und SPA 0/11 Qualitätsanforderun-gen an Splitte, Sand





2 20....50 % [32]





1 ≥ 45 bzw. ≥ 50 [32]



BindemittelArt 1 In der Regel wird B 80/100 oder Polymerbitumen verwendet. [29]Gehalt (Gew.-%) 2 Hoher Bindemittelgehalt [29]Penetration 25°C[10-1 mm]

3 Bitumen 20/30: 20....30 [41]Bitumen 180/220: 180...220 [41]PmB Typ I: 20...50 [42]PmB Typ III: 101...150 [42]


3 Bitumen 20/30: ≤ -3 [41]Bitumen 180/220: ≤ -18 [41]PmB: ≤ -10 [42]


3 Bitumen 20/30: 56...71 [41]Bitumen 180/220: 37...44 [41]PmB Typ I: 60...85 [42]PmB Typ III: 45...60 [42]




3 < 5% [39]



3 zwischen 30 und 45 Vol.-% [39]≤ 40 % [1]

ZusätzeArt 1Gehalt im Mischgut(Faserstoffe) Gew.-%

1


1 5-10% [29]


Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Splittasphalt (SPA) Anhang A1

66


Bemerkungen

Einbau SchichtSchichtdicke [cm] 1 15-25 mm [29]Hohlraumgehalt Vol.-%

1


1


1


3


3

Art der Walzen 1 Splittasphalt-Beläge werden heiss eingebaut und mit Glattradwalzen und Pneuwalzen unmit-telbar hinter der Einbaumaschine verdichtet.[29]

Gewicht der Walzen 1Oberfläche Oberfläche

Griffigkeit:SRT-Pendel

3 ≥ 65 [37]

Skiddometer [µ] 3 ≥ 0.32 bzw. ≥ 0.39 bwz. ≥ 0.48 (in Abhängigkeit von V) [37]Ausflussmesszeit [s] 1 50 bzw. 100 bzw. 150 (in Abhängigkeit von V) [37]Mittlere Rauhtiefe 1Längsebenheit 1 W-Wert [‰] sw-Wert [‰]

Hochleistungsstr.: ≤ 10 ≤ 1.6Andere Strassen: ≤ 14 ≤ 2.2

[31]Querebenheit:T-Wert[mm]


Lärmarme bituminöse Strassenbeläge Anhang A2

67

A2: Parameterstudie Kanton Aargau

Ausgangslage und Ziel der StudieAkustische Belagsmessungen aus dem In- und Ausland zeigen, dass dieStreubreite der akustischen Güte desselben Belagstyps in der Grössenordnungvon 5-6 dBA liegt. Die diese Streubreite verursachenden Einflüsse sind nichtoder nur ungenügend bekannt.

Die im Auftrag des Kantons Aargau durchgeführte Parameterstudie hatte zumZiel, den Zusammenhang zwischen den massgebenden belagstechnologischenParametern und den akustischen Eigenschaften von Belägen zu klären.

MethodeUm die Zusammenhänge zwischen den belagtechnischen Kenndaten und denakustischen Eigenschaften eines bituminösen Strassenbelags zu analysieren,wurden die belagstechnischen und akustischen Parameter von ausgewähltenStrassenbelägen erhoben und detailliert untersucht. Untersucht wurden 22Splittmastixbeläge, 3 Gussasphaltbeläge und 2 Asphaltbeton-Beläge. Die mei-sten dieser Beläge liegen im Innerortsbereich.

Bei der Auswahl der Messstandorte wurde nach Möglichkeit für jeden der obenerwähnten Belagstypen jeweils mindestens ein akustisch besonders guter undein akustisch besonders schlechter Belag ausgewählt. Mit dem Ziel für alle Un-tersuchungsstandorte vergleichbare Datensätze zu erhalten, wurden zwei Er-fassungsprotokolle entworfen, welche die zu erhebenden Parameter enthalten.

Die Erfassung der Daten erfolgte in zwei Formularen:

• Im ersten Formular wurden die Stammdaten des Belags erfasst. Es handeltsich um Informationen zum Standort und zum Belagstyp.

• Im zweiten Formular wurden für jeden Standort die akustischen, verkehr-stechnischen und belagstechnologischen Daten zusammengestellt. Für ei-nen Standort gibt es mindestens einen Datensatz zur akustischen Güte desBelags mit den entsprechenden belagsseitigen Untersuchungen und Re-sultaten.

ErgebnisseDie wichtigsten Resultate und Erkenntinsse sind in Kapitel 3.3. beschreiben unddokumentiert. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick bezüglich den erfasstenDaten der 27 untersuchten bituminösen Strassenbeläge im Kanton Aargau.

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läge

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2

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Bela

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Akus

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Standort-Nr.

Gemeinde

Strasse

BP

Dist-BP

Belagstyp

Einbaujahr

Schichtdicke [mm]

Stabilität [kN]

Fliessen [mm]

Rohdichte [g/cm3]

Dichte [g/cm3]

Hohlraumgehalt [Vol. %]

Art Bindemittel

Gehalt Bindemittel

Art Zusatz

Gehalt Zusatz

Herkunft Mineral

Herkunft Filler

Art des Fertigers

Temp. Luft

Temp. Mischgut

Walze 1, Art

Walze 1, Gewicht

Walze 2, Art

Walze 2, Gewicht

Walze 3, Art

Walze 3, Gewicht

Walze 4, Art

Walze 4, Gewicht

Hohlraumgehalt

Verdichtungsgrad

Griffigkeit

Ausflusszeit (s)

Sandfleck

Mittlere Geschw. (PW)

Modellabw. n. Einbau

Modellabw. 1998

Modellabweichung 1999

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1995

409.

33.

52.

368

2.42

12.

2B8

0/10

07.

04NA

F1.

8Sc

hafis

heim

Haur

i Zeo

bitHo

es25

140

Vibr

o4

glatt

12Vi

bro

103.

598

.464

870.

1450

-0.6

0.3

1

23Aa

rau

K109

131

0SM

A819

9341

6.2

3.1

2.33

22.

412

3.3

B80/

100

7.29

Trini

dad

1.5

Buch

sHa

uri Z

eobit

Hoes

1414

0Vi

bro

8gla

tt10

glatt

125.

198

60-1

.30.

21.

7

24W

indis

chK1

1865

0SM

A819

9911

.82.

72.

292

2.41

65.

2B8

0/10

06.

79NA

F1.

8M

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eobit

ABG

1814

8gla

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glatt

8gla

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50-1

.7-1

.7

25Sc

hafis

heim

K247

265

0SM

A11

1991

446.

53.

22.

334

2.40

53

B80/

100

7.34

Trini

dad

1.5

Buch

sHa

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eobit

Dyna

pac

2114

8Vi

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7gla

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123.

980

-0.5

2.4

1.3

26W

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losK1

201

2260

SMA1

119

9133

6.8

3.3

2.34

22.

419

3.2

B80/

100

6.95

NAF

1.8

Müll

igen

Hoes

2013

5gla

tt11

glatt

155.

198

801.

8

27Ho

lder

bank

K112

314

00SM

A819

9730

82.

72.

332.

416

3.6

B80/

100

6.77

NAF

1.8

Müll

igen

Hoes

2215

3gla

tt8.

5gla

tt10

5.9

9850

-0.5

-0.2

-0.3


69

A3: Messprotokolle von bituminösen Belägen im30km/h-Geschwindigkeitsbereich

Die sieben akustischen Belagsmessungen im niederen Geschindigkeitsbereich zei-gen, dass der Strassenbelag auch im unteren Geschwindigkeitsbereich (30 km/h)aus akustische Sicht relevant ist (vgl. folgende Messprotokolle). Dabei wurde einedem Model STL-86+ analoge Abnahme der Lärmemission in Funktion der Geschin-digkeit beobachtet (ca. 1 dBA pro 10 km/h).

Bei den gemessenen bituminösen Belägen handelt es sich um Splittmastix- undSplittasphaltbelägen 0/6, 0/8 und 0/11.


70

Ort der MessungStandort-Nr. G&P,BE 437

Strasse Gotthar Eigentümer 0Bezugspunkt Wass Distanz_BP 0

Richtung N 4Belag schwarz Einbaujahr 0

X-Koord. 0 Y-Koord. 0Beschrieb

Datum der MessungMess-Nr. G&P,BE 558

von 23.10.1998 11:10 bis 23.10.1998 13:45Lufttemp. 20.0 - 10.6 10.6 - 15.5

Projekt A1617Bezeichnung

Kennwerte

mittel max. min. stdev.N1 32 34 41.09 -3.10 0.54 -5.8 1.5N2 7 30 53.32 -2.85 0.2 -6.3 2.9

Wassen, MP mitte Dorf auf Parkplatz, gegenüber Denner

Querabstand

Belagstemp.

Anzahl

mittl. Ge- schwindigkeit [km/h]

mittl. Emissions- wert [dBA]

Modellabweichung STL-86+ [dBA]


Vergleich Messung-Modell STL-86+

30

35

40

45

50

55

60

65

20 30 40 50 60


Leq

[dB

A]

Messung N1 Modell N1Messung N2 Modell N2


71

Ort der MessungStandort-Nr. G&P,AG 170

Strasse 104 Eigentümer 0Bezugspunkt 0 Distanz_BP 0

Richtung S 4Belag SMA 8 Einbaujahr 1997



von 11.11.1998 15:00 bis 11.11.1998 16:30Lufttemp. 10.0 - 06.3 06.3 - 09.3


Kennwerte


MP: Zofingen, Richtung Süd

Querabstand

Belagstemp.

Anzahl




Zofingen


30

35

40

45

50

55

60

65

20 30 40 50 60


Leq

[dB

A]



72

Ort der MessungStandort-Nr. G&P,AG 61

Strasse 434 Eigentümer 0Bezugspunkt 1 Distanz_BP 1600

Richtung 0 4Belag SMA 6 Einbaujahr 1998



von 08.09.1999 14:55 bis 08.09.1999 17:10Lufttemp. 27.0 - 37.0 37.0 - 38.0

Projekt A 1680Bezeichnung

Kennwerte


Endingen, Richtung Untererendingen vor beigen Backsteinhaus im Gefälle.

Querabstand

Belagstemp.

Anzahl




Endingen, Richtung Untererendingen vor beigem Backsteinhaus.


30

35

40

45

50

55

60

65

20 30 40 50 60


Leq

[dB

A]



73


Strasse Eigentümer GRBezugspunkt MP1 Distanz_BP 0

Richtung 0 3.1Belag SMA 11 Einbaujahr 1996


Datum der MessungMess-Nr. G&P,AG 450

von 30.09.1997 9:00 bis 30.09.1997 11:30Lufttemp.


Kennwerte

mittel max. min. stdev.N1 81 46 42.74 -2.83 -0.08 -5.7 1.4N2 13 47 51.63 -5.70 -1.4 -13.7 2.9

Flims, eingangs Dorf

Querabstand

Belagstemp.

Anzahl




Flims, eingangs Dorf


30

35

40

45

50

55

60

65

20 30 40 50 60


Leq

[dB

A]



74


Strasse Gottha Eigentümer 0Bezugspunkt Wass Distanz_BP 0

Richtung S 7Belag schwarz Einbaujahr 0



von 23.10.1998 11:10 bis 23.10.1998 13:45Lufttemp. 20.0 - 10.6 10.6 - 15.5


Kennwerte



Querabstand

Belagstemp.

Anzahl






30

35

40

45

50

55

60

65

20 30 40 50 60


Leq

[dB

A]



75


Strasse KS Eigentümer ARBezugspunkt 0 Distanz_BP 0

Richtung + 4.1Belag SPA 6 Einbaujahr 1996


Datum der MessungMess-Nr. G&P,AG 449

von 26.09.1997 12:30 bis 26.09.1997 15:00Lufttemp.


Kennwerte

mittel max. min. stdev.N1 102 43 42.39 -2.80 0.18 -6.0 1.2N2 0 0 0.00 0.00 0.0 0.0 0.0

Herisau, Kasernenstrasse km 0.720

Querabstand

Belagstemp.

Anzahl




Herisau, Kasernenstrasse km 0.720


30

35

40

45

50

55

60

65

20 30 40 50 60


Leq

[dB

A]



76

Belagsmessung SMA 8 Windisch (K118)

30

35

40

45

50

55

60

0 10 20 30 40 50 60 70

Geschwindigkeit

Emis

sion

swer

t

PWLKWModell PWModell LKW

Lärmarme Strassenbeläge Anhang A4

77

A4: Emissionsmodell STL-86+

Für die Berechnung der Lärmemissionen des Strassenverkehrs hat das Bundes-amt für Umwelt, Wald und Landschaft bisher zwei Berechnungsmodelle publiziert,nämlich das Computermodell STL-86 (Schriftenreihe Umwelt Nr. 60, 1987) und dasStrassenlärmmodell für überbaute Gebiete (Schriftenreihe Umwelt Nr. 15, 1991, 3.Auflage).

Diese Berechnungsverfahren stammen aus den 80er Jahren. Als Folge der techni-schen Entwicklung und aufgrund von Hinweisen betreffend Abweichungen zwi-schen berechneten und gemessenen Werten wurden die Modelle und insbesonde-re ihre Ansätze im Rahmen eines grösseren Forschungsprojektes von der EMPAüberprüft. In den Mitteilungen zur Lärmschutzverordnung Nr. 6 1995 ist das aktu-elle Emissionsmodell STL-86+ veröffentlicht worden.

L = A +10*log[(1+(v/50)3)*(1+B*Eta*(1-v/150))]+10*log[M]

L : Energieäquivalenter Dauerschallpegel in dBAA,B : empirische Konstanten A=43, B=20v : Geschwindigkeit km/hEta : Lastwagenanteil (bzgl. gesamtem Verkehr)M : Verkehrsmenge (Anzahl Fahrzeuge pro Stunde)

Bemerkungen:• Unterschied zwischen STL-86 und STL-86+: Im neuen Modell ist A=43 gegen-

über A=42. Es resultieren damit Emissionswerte die 1 dBA höher liegen.

• Der neue A-Wert gilt für normale Asphaltbeläge. Vorläufig werden keine Anga-ben für andere Strassenbeläge gemacht.

• Bei der Berechnung ist die gefahrene Geschwindigkeit einzusetzen. Diese istnicht immer identisch mit der signalisierten Geschwindigkeit.

• Das Berechnungsmodell ergibt einen energieäquivalenten Dauerschallpegelpro Stunde Leq in dBA in einem theoretischen Abstand von 1.0 m ab Fahr-bahnachse.

Für die Auswertung werden entsprechend dem Modell die folgenden geschwindig-keitsabhängigen Referenzwerte verwendet:

PW (N1) = A +10*log[(1+(v/50)3)]LKW (N2) = A +10*log[(1+(v/50)3)*(1+B*(1-v/150))]

Für den Vergleich der Messwerte mit den Modellwerten werden die Messwerte aufdie Distanz von 1m zur Quelle und den energieäquivalenten Dauerschallpegel proStunde umgerechnet. Aus nachstehender Grafik sind die Modellwerte ersichtlich.(obere Kurve LKW, untere Kurve PW).

Modellwerte STL-86+

30

35

40

45

50

55

60

65

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130


Leq

[dB

A]

lärmarme bituminöse strassenbeläge inner- und ausserorts · lärmarme bituminöse...

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