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ERFA – Tagung 19. März 2009
Grolimund + Partner AG, Bern, Aarau, Zürich
Baudirektion Kanton Zürich
Fachstelle Lärm
BelagsakustikLärmarme Beläge
GrundlagenBestimmung akustischer KennwerteBisherige Auswertungen/ErkenntnisseParameter
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Fachstelle Lärm
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Grolimund + Partner AG, Bern, Aarau, Zürich
Emissionspegel = f (Belag)
Jahre50 10 15 20 25 30
dBA
heute + 20 Jahre
Verkehr : + 0.02 dBA/Jahr
Massgebende Emission
E0
E0 : Emissionswert heute mit Referenzbelag ( STL86+)
+1.5
-1.0
+3.0
+1.0
Dynamischer Emissionswert
Massnahmen, wenn Überschreitung- auf Dauer : ≥ 3 Jahre- wesentlich : ≥ 1 dBA
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AL
L
EL
+ dBAlärmmindernder Belag
0
-
AL < 0
EL < 0
A
0
L
E
+ dBAKonventioneller Belag
- dBA A < 0 E > 0
Zeitlicher Verlauf der akustischen Eigenschaften eines Strassenbelags
Abweichung gegenüber dem fiktiven Referenzbelag des Lärm-Berechnungsmodells StL-86+
Belagseinfluss
Schalltechnisches Monitoring, falls EL < 0:
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Veränderung innerh. Veränderung Sanierungshorizont pro Jahr
Verkehrsmenge 40 – 50 % in 20 Jahren 0.07 – 0.08 dBA (2.0 – 2.5 % pro Jahr)
Lastwagenanteil Verdoppelung in a.o. < 0.05 dBA in 20 Jahren i.o : < 0.10 dBA
Belagsalterung 4 - 6 dBA in 20 Jahren 0.2 - 0.3 dBA
Belagstyp bis 10 dBA bis 10 dBA
Emissionspegel
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Schwingung des Pneus
Anregung des Pneus beim Einlauf und Auslauf auf dem Belag
„Air-Pumping“Entspannung der beim Einlauf im Profil eingepressten Luft
SchallabsorptionDämpfung der Emissionen zwischen Belag und Fahrzeugboden
Das Reifen-Fahrbahn-Geräusch
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Vorbeifahrtsmethode
Leq /Lmax- und Geschw.-Messung einzelner Fahrzeug-Vorbeifahrten
SPBStatistical Pass-by MethodISO 11819-1
Anhänger-Methode
Nahfeld-Messung mit genormten Reifen in einem Messanhänger
CPXClose-Proximity MethodISO 11819-2
Kurzzeit-Messung
Leq- Messung des gesamten Verkehrs Verkehrszählung
SEMSichproben-Emissions-messung, nicht normiert
Übersicht Messverfahren
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Das SPB - Verfahren
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Vergleich Messung-Modell STL86+
30
35
40
45
50
55
60
65
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Geschwindigkeit [km/h]
Leq
[d
BA
]
Messung N1 Modell N1
Messung N2 Modell N2
PW
LW
-3.6 dBA
- 4.1dBA
PW: - 3.6
LW: - 4.1
Belagskennwertfür Mischverkehr
- 3.9 dBA
STL 86+
Das SPB - Verfahren
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Das CPX - Verfahren
Messreifensätze
•Zwei Messmikrofone vor und hinter den Reifen (je Seite)
•Gleichzeitige Messung in linker und rechter Reifenspur
•Messgeschwindigkeit: 50 km/h oder 80 km/h
•Je nach Fragestellung ein bis vier Messfahrten pro Strecke
Messanhänger und Zugfahrzeug
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CPX-Messsystem G+P
GPS Antenne für Georeferenzierung
2 Messmikrofone
IR-Sensor Belagstemperatur
IR-Sensor Reifentemperatur
Lufttemperatursensor
Datenmodul
Kamera
PC mit Messsoftware
Datenbank/GIS
GeschwindigkeitssignalCAN-Bus-System
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CPX-Fragestellungen
• Akustische Abnahmemessungen• Korrelation mit Belagszustandsindexwerte
• Belagsforschung zwecks Belagsmonitoring/Emissionskataster
kurze Messstrecken, 4 Messfahrten pro Fahrstreifen
• Flächendeckende Belagsgütewerte zwecks Belagsmonitoring/Emissionskataster
lange Messstrecken, 1-2 Messfahrten pro Fahrstreifen
Zukunft:
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Korrelation und Umrechnung mit SPB-Messungen
Korrelation CPXtrucks - SPB N2 (beide temperaturkorrigiert)
y = 1.6556x - 166.1R2 = 0.9269
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
94 95 96 97 98 99 100 101 102
CPXtrucks (80km/h) [dBA]
SP
B:
Ab
wei
chu
ng
zu
ST
L86
+ [d
BA
]
95
96
97
98
99
100
101
102
103
27.5 28.0 28.5 29.0 29.5 30.0
km A1 Richtung Zürich
Lp [d
BA
]
Cars
Trucks
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
94 95 96 97 98 99 100 101 102
CPXcars (80km/h) [dBA]
Ab
w. S
TL
86
+ [
dB
A]
SPB-Messung
Exakte Georeferenzierung:
N1
N2
SPB-Standort
Zur Korrelation verwendete CPX-Messsegmente
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Liniendiagramm CPX-Belagskennwerte
-10.0
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
0 10 20 30 40 50 60 70km A1 Fahrspur Richtung Bern
Ab
we
ich
un
g v
on
ST
L86
+ [
dB
A]
SPB N1 (Messung)SPB N2 (Messung)N2N1
BetonAC16AC11SMA11SMA8ACMR11ACMR8PA11Brücke
BetonAC16AC11SMA11SMA8ACMR11ACMR8PA11Brücke
-10.0
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
0 10 20 30 40 50 60 70km A1 Fahrspur Richtung Zürich
Ab
we
ich
un
g v
on
ST
L86
+ [
dB
A]
SPB N1 (Messung)SPB N2 (Messung)N2N1
SPB SPB
SPB
SPBSPBSPBSPB
SPB SPB SPB SPB SPBSPBSPB
-10.0
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
0 10 20 30 40 50 60 70km A1 Fahrspur Richtung Bern
Ab
we
ich
un
g v
on
ST
L86
+ [
dB
A]
SPB N1 (Messung)SPB N2 (Messung)N2N1
BetonAC16AC11SMA11SMA8ACMR11ACMR8PA11Brücke
BetonAC16AC11SMA11SMA8ACMR11ACMR8PA11Brücke
-10.0
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
0 10 20 30 40 50 60 70km A1 Fahrspur Richtung Zürich
Ab
we
ich
un
g v
on
ST
L86
+ [
dB
A]
SPB N1 (Messung)SPB N2 (Messung)N2N1
-10.0
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
0 10 20 30 40 50 60 70km A1 Fahrspur Richtung Bern
Ab
we
ich
un
g v
on
ST
L86
+ [
dB
A]
SPB N1 (Messung)SPB N2 (Messung)N2N1
-10.0
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
0 10 20 30 40 50 60 70km A1 Fahrspur Richtung Bern
Ab
we
ich
un
g v
on
ST
L86
+ [
dB
A]
SPB N1 (Messung)SPB N2 (Messung)N2N1
BetonAC16AC11SMA11SMA8ACMR11ACMR8PA11Brücke
BetonAC16AC11SMA11SMA8ACMR11ACMR8PA11Brücke
BetonAC16AC11SMA11SMA8ACMR11ACMR8PA11Brücke
BetonAC16AC11SMA11SMA8ACMR11ACMR8PA11Brücke
-10.0
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
0 10 20 30 40 50 60 70km A1 Fahrspur Richtung Zürich
Ab
we
ich
un
g v
on
ST
L86
+ [
dB
A]
SPB N1 (Messung)SPB N2 (Messung)N2N1
SPB SPB
SPB
SPBSPBSPBSPB
SPB SPB SPB SPB SPBSPBSPB
SPBSPB SPBSPB
SPBSPB
SPBSPBSPBSPBSPBSPBSPBSPB
SPBSPB SPBSPB SPBSPB SPBSPB SPBSPBSPBSPBSPBSPB
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Karte CPX-Messergebnisse
E
E
EE
E
155
154
153
152
151
150
SPB: -5.4 dBA
SPB: -5.6 dBA
SPB: -3.8 dBA
SPB: -4.2 dBA
SPB: +1.5 dBA
ÜbersichtskarteCPX Messungen Uri
CPX Segmente (N2: 15%)
Abweichung von STL86+ [dBA]
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
+1
+2
+3
+4
+5
SPB Messungen (N2: 15%)
Abweichung von STL86+ [dBA]
E -8
E -7
E -6
E -5
E -4
E -3
E -2
E -1
E 0
E +1
E +2
E +3
E +4
E +5
E
E
EE
E
155
154
153
152
151
150
SPB: -5.4 dBA
SPB: -5.6 dBA
SPB: -3.8 dBA
SPB: -4.2 dBA
SPB: +1.5 dBA
ÜbersichtskarteCPX Messungen Uri
CPX Segmente (N2: 15%)
Abweichung von STL86+ [dBA]
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
+1
+2
+3
+4
+5
SPB Messungen (N2: 15%)
Abweichung von STL86+ [dBA]
E -8
E -7
E -6
E -5
E -4
E -3
E -2
E -1
E 0
E +1
E +2
E +3
E +4
E +5
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Histogramm N1
Histogramm N2
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Abw. STL86+ [dBA]
An
zah
l M
esss
eg
men
te à
20m
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Abw. STL86+ [dBA]
An
zah
l M
esss
eg
men
te à
20m
Belagskennwerte nach CPX
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Belagskennwerte nach CPX
•Boxplot mit BelagstypenAnzahl und Alter erwähnen3 Gruppen
Boxplot Abweichung STL86+ N1 pro Belagstyp
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
PA11 n=2573 0-13 Jahre
ACMR8 n=1251
1-3 Jahre
SMA8 n=98
?-? Jahre
AC16 n=827 17-17 Jahre
ACMR11 n=162 1-
1 Jahre
AC11 n=2097 9-17 Jahre
SMA11 n=1132
0-9 Jahre
Beton n=640 41-41 Jahre
Ab
wei
chu
ng
vo
n S
TL
86+
[dB
A]
porös
8mm
11mm&16mm
Beton
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Erfahrungen bisheriger CPX-Messungen
• Gute Korrelation SPB (CH) – CPX
• CPX-Messungen zeigen grosse Streuung der akustischen Belagsgütewerte bei gewissen Belagstypen -> SPB ± Zufallswert
• Länge Messstrecke pro Messeinsatz:
Innerorts: 30-40 kmauf Nationalstrassen: ca. 200 km
• Geschlossener Messanhänger ermöglicht störungsfreie Messungen auch bei dichtem Verkehr
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Parameter(lärmarme Beläge innerorts)
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Parameter Lärmminderungspotential (nicht kumulierbar)
• keine glatten Oberflächen 1-3 dBA(feinkörnig gegenüber glatt)
• kleines Grösstkorn 2-3 dBA(3 mm gegenüber 8 mm)
• konkave Oberfläche 3-5 dBA(gewalzt gegenüber abgestreut)
• durchlässige, poröse Oberflächeca. 4 dBA
(offenporig gegenüber leisen dichten Oberflächen)
• poröse Mineralstoffe ?
• Elastizität / innere Schalldämpfung
2 dBA(abgestreuter Asphalt gegenüber
abgestreuter Beton)
Parameter der Lärmminderung
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Bedeutung für die Praxis:• möglichst kleine Korngrössen verwenden
2-3 dBA
zunehmende Korngrösse
Korngrösse
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Bedeutung für die Praxis:• gewalzte Oberflächen sind leiser als abgestreute
gewalzt3 dB
abgestreut
offen-porig
ge-walzt glatt Abstr.
1/3 2/3Abstr. 2/5 3/5
Abstr. 5/8
50 k
m/h
80 k
m/h
120
km/h
Oberflächenstruktur
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Empfehlungen aus Statusbericht
akustische Anforderung
Belagstechnische Umsetzung
• kleines Grösstkorn 4-er Beläge: AC MR 4 nur für v < 60 km/h (Sicherheit)
• konkave Oberfläche statische Glattmantelwalzen (kein Vibrieren)
• keine Texturveränderung
PmB Typ EEpoxyharz – OBpolierresistente Mineralstoffe
• Elastizität Gummigranulat
«dry» (in Granulatform; < 2 mm)
«wet» (im Bitumen; CTS; nur Gross-baustellen)
• offenporig Twinlayer, EOS, Leca
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Ausblick
• Möglichst LAB einbauen• Förderung LAB durch Bund (Beiträge)• Belagsmonitoring• Definition von Anforderungen an
Unternehmer bezüglich Belagsakustik
Besten Dank für Ihr Interesse