ERFA – Tagung 19. März 2009 Grolimund + Partner AG, Bern, Aarau, Zürich Baudirektion Kanton Zürich Fachstelle Lärm Belagsakustik Lärmarme Beläge Grundlagen

ERFA – Tagung 19. März 2009

Grolimund + Partner AG, Bern, Aarau, Zürich

Baudirektion Kanton Zürich

Fachstelle Lärm

BelagsakustikLärmarme Beläge

GrundlagenBestimmung akustischer KennwerteBisherige Auswertungen/ErkenntnisseParameter

2


Fachstelle Lärm



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

3


Fachstelle Lärm



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:

4


Fachstelle Lärm



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

5


Fachstelle Lärm



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

6


Fachstelle Lärm



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

7


Fachstelle Lärm



Das SPB - Verfahren

8


Fachstelle Lärm



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




Fachstelle Lärm

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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Fachstelle Lärm



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




Fachstelle Lärm

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:




Fachstelle Lärm

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




Fachstelle Lärm

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


-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 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


Ab

we

ich

un

g v

on

ST

L86

+ [

dB

A]




-10.0

-8.0

-6.0

-4.0

-2.0

0.0

2.0

4.0

6.0


Ab

we

ich

un

g v

on

ST

L86

+ [

dB

A]


-10.0

-8.0

-6.0

-4.0

-2.0

0.0

2.0

4.0

6.0


Ab

we

ich

un

g v

on

ST

L86

+ [

dB

A]


-10.0

-8.0

-6.0

-4.0

-2.0

0.0

2.0

4.0

6.0


Ab

we

ich

un

g v

on

ST

L86

+ [

dB

A]






-10.0

-8.0

-6.0

-4.0

-2.0

0.0

2.0

4.0

6.0


Ab

we

ich

un

g v

on

ST

L86

+ [

dB

A]


SPB SPB

SPB

SPBSPBSPBSPB

SPB SPB SPB SPB SPBSPBSPB

SPBSPB SPBSPB

SPBSPB

SPBSPBSPBSPBSPBSPBSPBSPB

SPBSPB SPBSPB SPBSPB SPBSPB SPBSPBSPBSPBSPBSPB

14


Fachstelle Lärm



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%)


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%)


-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

+1

+2

+3

+4

+5

SPB Messungen (N2: 15%)


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

15


Fachstelle Lärm



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




Fachstelle Lärm

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




Fachstelle Lärm

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




Fachstelle Lärm

Parameter(lärmarme Beläge innerorts)

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Fachstelle Lärm



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

20


Fachstelle Lärm



Bedeutung für die Praxis:• möglichst kleine Korngrössen verwenden

2-3 dBA

zunehmende Korngrösse

Korngrösse

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Fachstelle Lärm



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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Fachstelle Lärm



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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Fachstelle Lärm



Ausblick

• Möglichst LAB einbauen• Förderung LAB durch Bund (Beiträge)• Belagsmonitoring• Definition von Anforderungen an

Unternehmer bezüglich Belagsakustik

Besten Dank für Ihr Interesse

Documents

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