20150618 Lärmarmes Betonsteinpflaster.ppt ... · 24 Messungen des Rollgeräuschpegels mittels CPX-Methode an 20 unterschiedlichen Messorten daraus Auswahl von 5 Strecken für die

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Lärmarmes Betonsteinpflaster-

Ergebnisse aus Forschung und Praxis

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Agenda

• Motivation & Zielsetzungen

• Ergebnisse einer Feldstudie & Simulationen

• Exkurs: Grundlagen und Problemstellungen der Baupraxis

• Dauerhaft ebene Verlegung

• Lärmarmes Betonsteinpflaster – das bast-Projekt

• Allgemeines

• Lösungsansätze

• Ergebnisse

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Verwendung von neuen Betonpflastersteinen in Deutschland

• zirka 1,8 m² pro Einwohner und Jahr (inkl. GaLaBau) (Zum Vergleich: US ≈0,02m²; UK ≈0,2m²)

• 55% der innerstädtischen Straßendecken (BKL III-VI n. RStO 01)

Hauptgründe:

• Einfache Instandhaltung!• Lebenszykluskosten günstig!• Sehr ökologisch! • Hohe Attraktivität möglich!

Source: BDB 2006; BKL III-VI (RStO 01)

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Typische Ortsdurchfahrt einer Kleinstadt vor der Rekonstruktion (Lügde/Deutschland).

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Typische Ortsdurchfahrt einer Kleinstadt nach der Rekonstruktion (Lügde/Deutschland)!

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5Europaweite Richtlinie 2002/49/EG seit 18. Juli 2002

Konsequenz: Lärmkartierung + Aktionspläne zur Lärmminderung

Notwendigkeit für Verbesserungen im Pflasterbau!

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Entstehung Straßenlärm

• Reifen-Fahrbahn-Geräusche: dominant

• Antriebsgeräusche: sekundär

► Hybrid- und Elektrofahrzeuge: kein Antriebsgeräusch!

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5Untersuchungen der Beton- und Fertigteil Industrie e.V.(FIGE GmbH 1992):

Positiven Einfluss auf die Lärmentwicklung haben

• Diagonale Verlegung

• Fugen- und Fasenausbildung

• Fugenabstand

• Steingröße

• (Dauerhaft) ebene Verlegung

• Oberflächentextur fein strukturiert

>> Out of date < <

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RLS-90 (Richtlinie für den Lärmschutz an Straßen) in Überarbeitung!

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• Überprüfung der FIGE-Untersuchungen aus 1992

• Überprüfung der Schallcharakteristiken von Betonste inpflaster

(In Zusammenarbeit mit dem Betonverband Straße, Landschaft, Garten e.V. (SLG))

• Einflussnahme auf nationale und europäische Regelwe rke(In Zusammenarbeit mit bast, FGSV & SLG)

• Neue innovative Produkte & Bauweisen

– Produkte

• Optimierung der Oberflächentextur (Univ. Kassel) [bast-Projekt]

• Offenporiger Betonpflasterstein (TU Munich) [bast-Projekt]

– Bauweisen

• Details der Konstruktion und der Verlegung

• Dauerhaftigkeitsaspekte

• Konstruktions- und Lebenszykluskosten

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Zielsetzungen:

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Innovationsprogramm Straße � Lärmarme Fahrbahnoberflächen � Bergisch-Gladbach, 21. Oktober 2014Vortrag: Rollgeräusch-Messungen – Ergebnisse einer Feldstudie � © 201411

Dipl.-Ing. Dietmar UlonskaBetonverband Straße, Landschaft, Garten e.V. (SLG), Bonn

Rollgeräusch-Messungen 2012/2013

Untersuchungsumfang

� Auswahl von geeigneten Messstrecken durch Abfrage unter den Mitgliedsunternehmen des BV SLG

� 24 Messungen des Rollgeräuschpegels mittels CPX-Methodean 20 unterschiedlichen Messorten

� daraus Auswahl von 5 Strecken für die Messung des Vorbeifahrgeräuschpegels mittels SPB-Methode

� Texturmessungen nach DIN EN ISO 13473, Teile 1 bis 3

� Auswertung und Analyse der Messergebnisse




Ergebnisse CPX-Messungen

Dyn

amik

bere

ich

H-R

eife

n

Dyn

amik

bere

ich

P-R

eife

n

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Ergebnisse CPX-Messungen

� offenbar 2 „Klassen“ von Betonpflasterdecken

o akustisch günstige Pflaster – 83 dB(A)

o akustisch weniger günstige Pflaster – 86 dB(A)

o 37 % aller Messwerte liegen unter 83 dB(A)




Auswahl für SPB-Messungen

Strecke Nr. 62 Strecke Nr. 66 Strecke Nr. 67

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Ergebnisse SPB-Messungen und Vergleich zum DStrO-Wert

unter Berücksichtigung der Reflexion

StreckeVergleichswert zum DStrO-Wert

[dB(A)]

Reflexions-korrektur[dB(A)]

Vergleichswert zum D StrO-Wert ohne Reflexion

[dB(A)]

39 -1,2 0,7 -1,9

62 2,3 0,8 1,5

66 -1,1 0,4 -1,5

14 -1,8 1,0 -2,8

67 -0,3 0,8 -1,1

Mittel -0,4 0,7 -1,2




Vorschlag für die Novellierung der RLS

Straßenoberfläche D StrO-Wert DSD vmax ≤ 60 km/h

Pflasterbauweise A - - + 0 dB(A)

Pflasterbauweise B(bisher: Pflaster mit ebener Oberfläche)

+ 3,0 dB(A) + 3,0 dB(A)

Pflasterbauweise C(bisher: Sonstiges Pflaster)

+ 6,0 dB(A) + 6,0 dB(A)

NEU

� Pflasterbauweisen A und B mit Anforderungen an

o Oberflächeneigenschaften und

o Fugengeometrie, wie Fugenbreite, Kantenausbildung, Verlegerichtung usw.

� Pflasterbauweise C ohne Anforderungen (im Hinblick auf akustische Eigenschaften)

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Sicherstellung der Einhaltung der Anforderungen

� Vorgaben für die Planung und Ausführung in den einschlägigen Regelwerken, mindestens in einem R2-Papier der FGSV, z. B. M FP oder ZTV Pflaster-StB

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Auswertung der Messungen auf Betonsteinpflaster mit der CPX-Methode (FGSV/SLG/SF) inklusive Texturmessungen der Oberflächen

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*Statistical Physical Explanation of Rolling Noise

* *

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*

* ITARI – Integrated Tyre and Road Interaction; 6th EU Framework Programme

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Verwendete Kombinationen von Parametern für SPERoN*-Berechnungen

*Statistical Physical Explanation of Rolling Noise

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2880 Varianten simuliert!Qualitative & quantitative Aussagen!

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max delta = 1,1 db(A)

max d

elt

a =

2,7

dB

(A)

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� Din 18318: "Verkehrswegebauarbeiten – Pflasterdecken und Plattenbeläge, Einfassungen„

3.3.1: Abweichungen der Oberfläche von der Sollhöhe dürfen an keiner Stelle mehr als 20 mmbetragen

3.3.3: Pflasterdecken und Plattenbeläge sind an den Fugen höhengleich herzustellen. Der zulässige Versatz bei höhengleichen Anschlüssen darf 2 mm nicht überschreiten

Nachträgliche Verdichtung(Verursachtdurch Verkehr)

Zu geringe Hauptverdichtung? Schallemission!

Exkurs: Grundlagen & Problemstellungen der Baupraxis

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Nachträgliche Verdichtung! (Zu geringe Verdichtung über Kanaltrasse)

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Schallemission!

3.3.2. Deckschichten

§5: Ebenheit: Unebenheiten der Oberfläche einer Schicht innerhalb einer 4 m langen Messstrecke dürfen nicht größer als 2 cm sein. [Empfehlung lt. ZTV Pflaster-StB: 1cm auf 4m!]

� Din 18315: "Verkehrswegebauarbeiten - Oberbauschichten ohne Bindemittel"

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TeilweiseSetzung einerBus-Spur:Zu geringe Verdichtung oder ungeeignete Material?

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Schallemission!

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Aber: Hohe Verdichtung bedingt u.U. Wasserundurchlässigkeit!

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Mehr als 80% der strukturellen Schäden an Pflasterbauweisen

sind durch Wasser in der Konstruktion bedingt!

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Wolfsburg, Willy-Brandt-Platz,

300 Busse/Tag, April 2011

Laut und unattraktiv!

Totalschaden nach nur 1,5 Jahren!

Schallemission!

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Konsequenzen

– Hoher Widerstand der Tragschichten gegen Verformungen notwendig

• Sehr intensiv verdichtete Schottertragschichten EV2 >= 180 MN/m² (=Wasserundurchlässigkeit?!)

oder• Asphalt- oder Betontragschichten bzw. HGT (=undurchlässig,

sofern nicht drainfähig ausgebildet; Aber: wenn drainfähig (dauerhaft?) = Kostenintensiv)

– Undurchlässigkeit der Tragschichten (=f(t)) muss berücksichtigt werden

• Regenwasserabfluss i. W. nur über die Decke möglich!• Fugen- und Bettungsmaterial wird ausgetragen und die

Pflasterdecke zerstört, sofern nicht • Spezielles Bettungs- und Fugenmaterial verwendet wird.

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Bituminös gebundenes Bettungsmaterial

Tragschicht(en) mit RC-Material

Betonpflastersteine

Untergrund

Grundwasser

ECOPREC®-Bauweise

(European COncrete Pavement for RECycling

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Mehr als 14 Jahre Erfahrungin Skandinavien undDeutschland! (Stand 2014)

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Wolfsburg, Willy-Brandt-Platz,

300 Busse/Tag, April 2011

2 Jahre nach der Instandsetzung!

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Lügde / Deutschland:

Durchfahrtsstraße; ca. 6.500m² auf undurchlässiger ungebundener Tragschicht und Asphaltlage (8cm); 2012-13

Einsparungen:

Kosten: ≅ 120.000,- €; ~ 27 €/m²Zeit: ~ 6 Wochen(Daten Grontmij)

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!!!

CPX –Werte aus Lügde

CPX vergleichbar mitkonventionellen Asphaltdeckschichten

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5Conclusions:

1. The paver bond / the pavers should follow these reqirements * :1. Minimum joint width (2-3mm)

2. Small champfer, if possible without chapfer (sharp-edged)

3. Maximum paver geometry, e. g. 15x30cm oder 30x30cm

4. Finely structured surface, e. g. polished & shot blasted (investigation

5. Direction of joints angular to the main driving direction (ideal 45°)

2. The mid and long term deformation of the base layer should be minimized.

3. Rigid, impermeable base layers should be prefered due to their deformationbehaviour.

4. But: Impermeable base layer should be avoided , even cement or asphalt based, because of their high risk for damages, as long as no special construction will beused (e.g. drainage concrete or drainage asphalt or ECOPREC®)

5. Requirements on evenness should be revised, may be increased for the short-wavedistance (investigation?), because of their influence on the offset of the pavers

* see Bachelor thesis of Mr. Martin Endriß /TUM

>> Concrete Block pavement can be quiet as asphalt!<<

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Förderprojekt bast (Bundesanstalt für Straßenwesen)

Generelle Ziele (in Kooperation von: FGSV/SLG/SF-Koop.)• Verifizierung der FIGE-Untersuchung aus 1992 • Verbesserung der Schall-Kennwerte für Betonsteinpflaster • Einflussnahme auf nationale und/oder europäische Regelwerke

Individuelle Ziele (nur SF-Kooperation)• Neue Produkte + Bauweisen

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Projektdauer:01.10.2011 – 31.03.2014 (+6 Monate Verlängerung)

Projektleitung Müller BBM, Planegg b. München

Arbeitspakete [Aufgabenleitung]1.Oberflächentextur gefügedichter Betonsteine [University Kassel)]2.Porenstruktur und Dauerhaftigkeit offenporiger Betonsteine [TU Munich]3.Fugenform und –orientierung [Müller BBM]4.Verlegeprozess (+Konstruktion der Pflasterdecke) [SF-Kooperation]

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Produktentwicklung „Texturoptimierung“Rautenstein zur Diagonalverlegung

Randomisierte Rauten(in Anlehnung an die ITARI-Oberfläche)

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5Aktuelle ErgebnissePrägung einer Rauten-Textur im Labor (FCN 14.4.14) > Werksversuche? > verworfen!

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Mikrosilika-Gehalt unterschiedlich

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5Ergebnisse der Demonstratormessungen (FCN 04.08.14)

27 28 29 30s

70

80

90

100dB

83 dB(A)81 dB(A) 79 dB(A)

Quelle: M. Männel, Müller-BBM; Vortrag 21.10.14; bast-Symposium; Berg.-Gladbach

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Produktentwicklung „Offenporiger Beton“Herausforderungen

• Optimierung Akustik

• Frost-Tausalzwiderstand

• Festigkeit & Gebrauchsfähigkeit

• Einsatz von Zusatzstoffen & Zusatzmitteln– Kunststoffdispersion

– Puzzolanisches Zusatzstoffe

– Mikro-Silika

– ...

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Ziel: Schallabs.grad 1,0 bei 250 Hz

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11.04.2014 Produktion im Betonwerk Berglern (BW Linden)

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5Pilotbaustelle in Melle

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5Pilotbaustelle in Melle

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5SPB - Statistische Vorbeifahrtmessung

7,5m

5,0m

1,2m

Geschwindigkeit

Pegelmessung,Spektralanalyse

Wind-,Temperaturmessung

7,5m

5,0m

1,2m

Geschwindigkeit

Pegelmessung,Spektralanalyse

Wind-,Temperaturmessung

20 30 40 50 6045

50

55

60

65

70

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L Am

ax[d

B(A

)]

v [km/h]


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Vergl.wert zu Dstro mind. -7 dB(A)!

Ergebnis für den offenporiger Betonpflasterstein

Zusammenfassung & Ausblick > RLS15 eröffnet neue Möglichkeiten!

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Was bedeuten diese Ergebnisse?

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Beantwortet die Frage: Kann man sich neben einem Verkehrsweg ungestörtunterhalten?

Sprachverständlichkeit – STI*-Wert


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*STI – Speech Transmission Index (EN 60268 16:2011)

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5STI Werte

0 1 2 3 4 5 6 7 80

0.1

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0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

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Zeit (Sekunden)

ST

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Sprachverständlichkeit bei der Vorbeifahrt eines Pkws mit 30 km/h in 7,5 m Entfernung

Referenzbelag Splittmastixasphalt 0/8

konventionelles Kopfsteinpflaster

lärmmminderndes Betonsteinpflaster


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Pilotbaustelle Melle (Video) Pilot construction side Melle (video)

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Danke für´s Zuhören!

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