Erfahrungen mit lärmmindernden Belägen bei der ... · Ergebnisse einer Vergleichsuntersuchung A73, Bj. 2008 - Bestimmung der Raumdichte Tauchwägeverfahren nach DIN 1996-7 B 2 Ausmessverfahren

Erfahrungen mit

lärmmindernden Belägen

bei der Autobahndirektion Nordbayern

2. Dresdner Asphalttage der TU Dresden am 8. und 9. Dezember 2011 Dipl.-Ing. Ke rstin Gärtner

bei der Autobahndirektion Nordbayern

Dipl.-Ing. Kerstin Gärtner

1. Allgemeines

2. Lärmmindernde Bauweisen im Bereich der ABD Nordbayern2.1 Auswahl der lärmmindernden Asphaltbauweisen2.2 Vorgehensweise bei neuen Bauweisen

3. Erfahrungen mit lärmmindernden Bauweisen – SMA LA3.1 Anforderungen an SMA LA3.2 Lärmpegelminderung


3.2 Lärmpegelminderung3.3 Unterlage3.4 Raumdichtebestimmung

4. Untersuchungsprogramme4.1 Raumdichtebestimmung4.2 Lebensdauerabschätzung4.3 Raumdichtebestimmung bei Verdichtungstemperatur 145 °C

5. Zusammenfassung6. Ausblick

Lärmminderung – WARUM ?

1. Allgemeines


Autobahndirektion Nordbayern in Nürnberg3 Dienststellen: in Fürth, Bayreuth und Würzburg

17 Autobahnmeistereien


1.320 km Autobahn,d.h. 2.640 km Richtungs-fahrbahn

Bauweisen mit lärmmindernden Straßenoberflächen aus Asphalt nach RLS 90:

DStrO

PA 8PA 11SMA 8 oder 11

ohne AbsplittungAsphaltbeton < 11ohne Absplittung

- 2 dB(A) - 2 dB(A) - 4 dB(A) - 5 dB(A)

MA 5 oder 8mit Abstreuung

2/3 oder 2/4

- 2 dB(A)


SMA 8 LASMA 5 LA

- 2 dB(A) - 2 dB(A) - 4 dB(A) - 5 dB(A)

Weitere Bauweisen mit lärmmindernden Oberflächen ohne DStrO-Wert

In Anlehnung an ZTV Asphalt-StB 07:

(Referenzwert DStrO = 0 : Fahrbahnoberfläche aus nichtgeriffeltem Gussasphalt)

LOA 5 D

- 2 dB(A)

PMA 5PMA 8

DSH-V 5DSH-V 8

2. Lärmmindernde Bauweisen im Bereich der ABD Nordbayern

PA 8SMA 8 S

- 2 dB(A) - 5 dB(A)DStrO

MA 8Abstreuung 2/4

- 2 dB(A)

PA11

- 4 dB(A)


SMA 8 LASMA 5 LA




DStrO > - 4 dB(A) erwartet

PA 8SMA 8 S


MA 8Abstreuung 2/4

- 2 dB(A)

PA11

- 4 dB(A)

2.1 Auswahl der lärmmindernden Asphaltbauweisen


SMA 8 LASMA 5 LA





PA 8SMA 8 S


MA 8Abstreuung 2/4

- 2 dB(A)

PA11

- 4 dB(A)

2.1 Auswahl der lärmmindernden Asphaltbauweisen


SMA 8 LASMA 5 LA





2.2 Vorgehensweise bei neuen Bauweisen…, die nicht in den ZTV/TL- Asphalt enthalten sind, am Beispiel des SMA LA� Ausarbeitung eines Konzeptes� Untersuchungsprogramm im Labor


IFM Leipheim

� Mischgutkonzeption und Festlegung von Anforderungswerten


gem. ZTV Asphalt-StB 07 gem. Baubeschreibung der ABD N –in Anlehnung an die ZTV Asphalt-StB 07

� Ausschreibung und Ausführung� Bauanlaufbesprechung mit allen an der Maßnahme Beteiligten� Probefeld

Überprüfung der Mischgutzusammen -


Festlegung der Vorspritzmengen

Festlegung des Walzeneinsatzes

Überprüfung der Mischgutzusammen -setzung, Bohrkernuntersuchungen

Auswertungen und Festlegungen zeitnah

� Einbau des SMA 8 LA

mit Beschicker


Verdichtungskontrolle

Oberfläche SMA 8 LA

Überprüfung der Mischguttemperaturen beim Einbau und Verdichtung

� Kontrollprüfungen

�� ☺☺☺☺


Mischgutzusammensetzung und Bohrkernuntersuchungen, Ebenheits- und Griffigkeitsmessungen

Temperaturunterschiede an der Bohle vermeiden

Statistische Vorbeifahrtmessung - SPB

� Schalltechnische Untersuchungen

Texturmessungen


Rollgeräuschmessung - CPX

Foto : TÜV Nord

…. das ist bekannt!


Was ist N E U ?

Die Auswertungen der Kontrollprüfungen sowie die Bearbeitung der Themen SMA LA- Deckschichten in einemGroßen Beleg und in einer Diplomarbeit der TU Dresden…

3. Erfahrungen mit lärmmindernden Bauweisen –SMA LA

3.1 Anforderungen an SMA LA


führten zur….Quelle: Großer Beleg und Diplomarbeit Otto Winkler, TU Dresden

2005SMA 0/8 LA

2006/2007/2008SMA 0/8 LA

2008 / 2009/2010SMA 8 LA

2011SMA 8 LA

Gesteinskörnungs-gemisch

Anpassung Ergebnisse KP

Anpassung ErgebnisseBeleg- u. Diplomarbeit

Bindemittelsorte PmB 40/100-65 H PmB 40/100-65 H 40/100-65 A 40/100-65 A

Bindemittelgehalt > 6,5 M.-% > 6,5 M.-% Bmin 6,5 Bmin 6,5

… Fortschreibung der Mischgutzusammensetzung und Anforderungen an SMA 8 LA


Stabil. Zusätze

Gehalt im Mischgut

> 0,3 M.-% > 0,3 M.-% > 0,3 M.-% > 0,3 M.-%

Mischgut – MP

Verdichtungstemp. 135 °C 135 °C 135 °C 145 °C

Hohlraumgehalt 9 bis 11 Vol.-% 10 bis 12 Vol.-% 10 bis 12 Vol.-%

Schicht

Schichtdicke 3,0 cm 2,5 cm 2,5 cm

Verdichtungsgrad > 97 % > 97 % > 97 %

Hohlraumgehalt 10 - 15 Vol.-% 10 – 15 Vol.-% 10 – 15 Vol.-%

3.2 Lärmpegelminderung

Lärmpegelminderung SMA 8 LA:


3.3 Unterlage

Pilotstrecke SMA 0/8 LA / SMA 0/5 LA auf der A93, B j. 2005


Unterlage aus AsphaltbinderAsphaltmischgutsorte: Bj. 2005 Asphaltbinder 0/22 S

Asphaltbinder 0/22 Smit ca. 600 g/m² PmOB U 60 K Art C 2


Schäden imSMA 8 LA nach2 Jahren

Entmischungen

Asphaltbinder 0/22S unter OPA

Feuchtigkeit im Binder

Erfahrungen Unterlage


Asphaltbinder 0/22 S

Oberfläche nach Fräsen des OPA Binder 11 Jahre alt

Konsequenz bei hohlraumreichen Deckschichten:

1. Ausführung von AC 16 B S anstelle AC 22 B S

2. Ziel „Dichte“ Asphaltbinderschicht

Unterlage wird benötigt, die bei höherem Bindemittelanteil und geringeren Hohlraumgehalten eine hohe Verformungsbeständigkeit aufweist


Verformungsbeständigkeit aufweist

Splittmastixbinder AC 16 B S - SMA

Oberfläche mit 350-400 g/m² C60BP1-S

Keine EntmischungenHomogene Oberfläche

2005SMA 0/8 LA

2006/2007/2008SMA 0/8 LA

2008 / 2009/2010SMA 8 LA

2011SMA 8 LA

Unterlage aus Binder 0/22 S Binder 0/16S Splittmastixbinder AC 16 B S-Typ SMA

Splittmastixbinder AC 16 B S-Typ SMA

Vorspritzmenge

Bitumenemulsion - Art

ca. 600 g/m²PmOB U 60 K Art C2


ca. 350 g/m²C60 BP1-S

ca. 350 g/m²C60 BP1-S


Fortschreibung der Anforderungen an den SMA 8 LA



Stabil. Zusätze

Gehalt im Mischgut

> 0,3 M.-% > 0,3 M.-% > 0,3 M.-% > 0,3 M.-%

Mischgut – MP


Hohlraumgehalt 9 bis 11 Vol.-% 10 bis 12 Vol.-% 10 bis 12 Vol.-% 9 bis 11 Vol.-%

Schicht

Schichtdicke 3,0 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm

Verdichtungsgrad > 97 % > 97 % > 97 % > 97 %

Hohlraumgehalt 10 - 15 Vol.-% 10 – 15 Vol.-% 10 – 15 Vol.-% 9 – 14 Vol.-%

Prüfverfahren zur Raumdichtebestimmung des SMA LA

Ergebnisse einer Vergleichsuntersuchung A73, Bj. 2008

- Bestimmung der Raumdichte Tauchwägeverfahren nach DIN 1996-7 B 2Ausmessverfahren nach DIN 1996-7 F1

3.4 Raumdichtebestimmung


Institut I Institut II Institut I Institut II Institut I Institut II Institut I Institut II

Hohlraumgehalt Tauchwägung 12,4 10,6 12,0 11,1 12,2 10,3 1 1,8 10,4

Hohlraumgehalt Ausmessverfahren 16,1 14,9 15,8 15,2 17,0 16,2 15,4 15,0

BK 7b BK 7c BK 7d BK 7e

Ausmessverfahren nach DIN 1996-7 F1

4. Untersuchungsprogramme4.1 Raumdichtebestimmung

Untersuchung von Marshallprobekörpern und Bohrkernen unter Einbeziehung von 6 Prüfstellen im Auftrag der ABD Nordbayern an dieGfS Dresden in Zusammenarbeit mit dem Straßenbaulabor der TU Dresden

Vergleichsuntersuchung nach


Vergleichsuntersuchung nach

TP Asphalt – StB, Teil 6 Raumdichte von Asphalt-Probekörpern

- Verfahren B: Raumdichte – SSD (Tauchwägung)

- Verfahren D: Raumdichte durch Ausmessen

Ergebnisse der Vergleichsuntersuchung

Hohlraumgehalt in Vol.-%7 Prüfinstitute Ausmessen Tauchwägung

MIN 14,370 8,889

MAX 19,775 12,948

MITTELWERT 17,087 11,039

STABW 1,761 1,327

MIN 12,128 7,131

MAX 14,742 8,826

12

Bo

hrk

ern

e3

1 M

PK


Verfahren B: Raumdichte - SSD

MITTELWERT 13,555 8,032

STABW 0,705 0,421

31

MP

K

Nach TP Asphalt – StB, Teil 6 Raumdichte von Asphal t-Probekörpern

Quelle: GfS Dresden

Bestimmung der Raumdichte nach TP Asphalt-StB, Teil 6, Verfahren B Präzisierung des Prüfverfahrens für SMA LA ▪ BK sofort nach Entnahme reinigen▪ Nur Unterseite schneiden (Oberseite unbehandelt)▪ Alle BK auf gleiche Höhe schneiden (Mindestdicke 2 cm)

Masse unter Wasser - m UW

▪ in Wasserbecken verwenden


▪ in Wasserbecken verwenden(Waage im gleichen Wasserbecken wie Bohrkern-Temperierung, BK darf Wasserbad während der Wägung nicht verlassen)

▪ Luftbläschen von der BK-Oberfläche mit der Hand abstreichen (nicht abklopfen)

Masse nass - m nass

▪ Abtupfen des BK • Verfahrensweise nach TP Asphalt• Mantelfläche des BK auf Lappen abrollen• obere und untere Stirnfläche mit Lappen abtupfen

Hohlraumgehaltsbestimmung von SMA LA- Deckschichten


Weitere Untersuchungen sind erforderlich undwerden z.Zt. durchgeführt

…

4.2 Lebensdauerabschätzung

Vergleichende Untersuchungen von OPA – SMA LA aus Strecken-bereichen der ABD Nordbayern (gleiches Baujahr, gleiche Bitumensorte) und SMA- Deckschichten aus früheren Untersuchungen der TU DD

In Anlehnung an die RDO Aspahlt wurden im Auftrag der ABD Nvom GfS und Straßenbaulabor der TU Dresden untersucht:- Steifigkeitsverhalten (E-Modul-Temperaturfunktion)


- Steifigkeitsverhalten (E-Modul-Temperaturfunktion)- Ermüdungsbeständigkeit- Lebensdauerabschätzung

Frage: Wie kann die Lebensdauer (versuchstechnisch)eines SMA 8 LA im Vergleich zu SMA 8 S und PA 8 eingeordnet werden U N D …

… Wann schlägt dem SMA LA die Stunde?


Ergebnisse

162%

100%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

180%

Nut

zung

sdau

er (

norm

iert)

[%

]

Lebensdauerabschätzung


Quelle: GfS Dresen

0%

SMA LA OPA

SMA LA OPA

100,0%

66,1%

38,4%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

abso

lute

r E

-Mod

ul [%

]

SMA (25/55-55 A) SMA_LA OPA

4.3 Raumdichtebestimmung bei Verdichtungstemperatur von 145 °C

Untersuchung von Marshallprobekörpern unter Einbeziehung von 6 Prüfstellen im Auftrag der ABD Nordbayern an dieGfS Dresden in Zusammenarbeit mit dem Straßenbaulabor der TU Dresden

Ergebnis: Anpassung der Anforderungswerte für Hohlraumgehalt


Ergebnis: Anpassung der Anforderungswerte für HohlraumgehaltMPK und Schicht

2005SMA 0/8 LA

2006/2007/2008SMA 0/8 LA

2008 / 2009/2010SMA 8 LA

2011SMA 8 LA

Unterlage aus Binder 0/22 S Binder 0/16S Splittmastixb inder AC 16 B S-Typ SMA

Splittmastixbinder AC 16 B S-Typ SMA

Vorspritzmenge

Bitumenemulsion - Art



ca. 350 g/m²C60 BP1-S

ca. 350 g/m²C60 BP1-S


Fortschreibung der Anforderungen an den SMA 8 LA



Stabil. Zusätze

Gehalt im Mischgut

> 0,3 M.-% > 0,3 M.-% > 0,3 M.-% > 0,3 M.-%

Mischgut – MP


Hohlraumgehalt 9 bis 11 Vol.-% 10 bis 12 Vol.-% 10 bis 12 Vol.-% 9 bis 11 Vol.-%

Schicht

Schichtdicke 3,0 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm

Verdichtungsgrad > 97 % > 97 % > 97 % > 97 %

Hohlraumgehalt 10 - 15 Vol.-% 10 – 15 Vol.-% 10 – 15 Vol.-% 9 – 14 Vol.-%

DStrO 0 dB(A) Referenzpegel 85,2 dB(A) - D strO = 0 dB(A)85,0

84,0

DStrO - 2 dB(A) DStrO = - 2 dB(A): z.B. für SMA 83,0

DStrO - 3 dB(A)82,0

bei 120 km/hVorbeifahrtpegel

5. ZusammenfassungErfahrungen mit lärmmindernden Belägen

Lärmpegelminderung:


82,0

DStrO - 4 dB(A)81,0

DStrO - 5 dB(A)80,0

DStrO - 6 dB(A)79,0

DStrO - 7 dB(A)78,0

DStrO - 8,0 dB(A)77,0

DStrO - 9,0 dB(A)76,0

DStrO - 10,0 dB(A)75,0

A73 Erlangen A3 Velburg A93 Teublitz A3 Velburg A73 Baiersd. A9 Bayreuth-L A9 Bayreuth_R A9 Bindlach-LSMA 8 LA SMA 8 LA SMA 8 LA SMA 8 LA SMA 8 LA OPA 0/8 OPA 0/8 PA 8

u.SMA-Binder (CTS) (CTS) (CTS)Bj. 2008 Bj. 2009 Bj. 2009 Bj. 2010 Bj. 2010 Bj. 2007 Bj. 2007 Bj. 2009

2007200820092010

u.SMA-Binder u.SMA-Binder u.SMA-Binder u.SMA-Binder

PA 8SMA 8 LA

• Höchste Lärmpegelminderungen sind im Bereich der Außerortsstraßen mit Offenporigem Asphalt PA 8 zu erreichen:Erfahrungen ABD Nordbayern: ca. 10 Jahre Nutzungsdauerund mindestens – 5 dB(A) Lärmpegelminderung wurden beimOPA 0/8 erreicht!

Zusammenfassung


• Versuch, Lärmpegelminderungen > - 5 dB(A) mit einem OPA 0/11durch eine Erhöhung der Schichtdicke zu erzielen, haben im Bereich der BAB A73 nicht den gewünschten Erfolg gebracht. Schlussfolgerung: Einfluss des Größtkorns spielt große Rolle!

• Für SMA LA- Deckschichten liegt noch kein DStrO vor, sodass im Zuge von Planfeststellungsverfahren nur ein DStrO - Wertvon – 2 dB(A) wie für SMA 8 S angesetzt werden kann.

• Als Unterlage unter hohlraumreichen Deckschichten wiePA 8 und SMA 8 LA wird ein dichter und standfesterAsphaltbinder – der Splittmastixbinder - ausgeführt.

Unterlage:

• SMA- Binderschichten können temporär überfahren werden,

Zusammenfassung


• Auch empfehlenswert bei dichten Deckschichten wie z.B.der MA 8 mit Absplittung 2/3 bzw. 2/4, die nicht gewalztwerden – Vermeidung der Blasenbildung!

• SMA- Binderschichten können temporär überfahren werden,vor allem bei Ausführung von Offenporigen Asphaltdeck-schichten von großem Vorteil!

• Datensammlung und Auswertungen auch über FGSV AK 7.3.3dient der Erfahrungssammlung und Weiterentwicklung der lärmmindernden Beläge.

• Lärmtechnische Untersuchungen haben ergeben, dass SMA 5 LA eine etwas höhere Lärmpegelminderung besitzt als SMA 8 LA, jedoch beim LKW-Reifen bei hohen Geschwindigkeiten

Zusammenfassung


SMA 8 LA, jedoch beim LKW-Reifen bei hohen Geschwindigkeitenein ungünstiges Geräusch erzeugt

– ungünstig für Anwendung auf BAB!

Wichtig ist Unterscheidung wo, die lärmmindernden Deckschichten zum Einsatz kommen sollen:

innerorts oder außerorts ???

Einfluss der Geschwindigkeit und Verkehrszusammensetzungauf das Lärmpegelminderungsvermögen der Deckschichten!

Im Zuständigkeitsbereich der ABD Nordbayern wurde im Jahr 2011 Gussasphalt MA 8 S mit Abstreuung 2/4 ausgeführt.Nächste Ausführung Im Bereich der BAB A9 in FR Münchengeplant!

6. Ausblick


Ausblick

BAB A70 Probefeld ausgeführt mit PMA 8Ausführung geplant für Fahrstreifensanierungen


Lärmmindernde Deckschichten sind kein Hexenwerk

Fazit


• Entsprechende Bauvorbereitungen und die Einbeziehung der am Bau Beteiligten,

• die Zusammenarbeit während der Ausführung,• gemeinsame Abschlussbesprechungen und• weiterführende Untersuchungen führen zum

E R F O L G !


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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Erfahrungen mit lärmmindernden Belägen bei der ... · Ergebnisse einer Vergleichsuntersuchung A73, Bj. 2008 - Bestimmung der Raumdichte Tauchwägeverfahren nach DIN 1996-7 B 2 Ausmessverfahren