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Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 1
Alternative Bauweisen – Lärmminderung und Dauerhaftigkeit
Alternative Bauweisen
- Die neuen Regelwerke der FGSV -
20. April 2016
Ulrich Lüthje
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 2
Lärmquellen - Straßenverkehrslärm
Motor und Antriebsstrang
Reifen und Fahrbahn
Fahrtwind, Aerodynamik
Entstehung von Verkehrslärm
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 3
Lärmquellen - Straßenverkehrslärm
Motor und Antriebsstrang
- Geschwindigkeiten < 30 km/h
Reifen und Fahrbahn
- Geschwindigkeiten > 30 km/h
Fahrtwind, Aerodynamik
- hohe Geschwindigkeiten
Entstehung von Verkehrslärm
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 4
Interaktion Reifen - Fahrbahn
Reifen
Quelle:
ADAC
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 5
Interaktion Reifen - Fahrbahn
Fahrbahn
Quelle:
ADAC
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 7
Grundlagen
Quelle: „www“
Quelle: „www“
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 9
Lärmminderung
Maßnahmen zur Lärmminderung
Behinderung
Verlagerung
Verringerung
der Lärmausbreitung
der Emissionen
der Emissionen an der Quelle
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 10
Maßnahmen zur Lärmminderung
Behinderung
Verlagerung
Verringerung
der Lärmausbreitung
der Emissionen
der Emissionen an der Quelle
Lärmminderung
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 11Ulrich Lüthje
PA 8PA 11SMA 8 oder 11ohne Absplittung
Asphaltbeton < 11ohne Absplittung
MA 5 oder 8mit Abstreuung2/3 oder 2/4
- 2 dB(A) - 2 dB(A) - 4 dB(A) - 5 dB(A)
(Referenzwert DStrO = 0 : Fahrbahnoberfläche aus nichtgeriffeltem Gussasphalt)
- 2 dB(A)
Korrekturwerte gelten für Außerortsstraßen mit Höchstgeschwindigkeiten > 60 km/hDStrO
Minderung des Lärmpegels (RLS 90)
Lärmminderung
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 12
Asphaltkonzepte
Offenporiger Asphalt (einlagig / zweilagig)
Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise auf Versiegelung
Lärmarmer Splittmastixasphalt – SMA LA
Verringerung des Lärms an der Quelle
Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht – LOA D
– OPA / ZWOPA
– DSH-V
Gussasphalt mit offenporiger Oberfläche – PMA
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 13
Verringerung des Lärms an der Quelle
Quelle:
ADAC
Lärmminderung
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 14
Verringerung des Lärmpegels
Quelle: ADAC
Lärmminderung
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 15
Lärmtechnische Messungen
Rollgeräuschmessung - CPX
TexturmessungenStatistische Vorbeifahrtmessung - SPB
Quelle: Tüv Nord
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 16
Schalldruckpegel
Verlauf der R ollg eräus c hpeg el auf der A 3 bei Velburg
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
440 441 442 443 444 445 446
S trec kenkilometer in R ic htung Nürnberg
Sc
ha
lld
ruc
kp
eg
el
in d
B(A
)
S R T T , 100 km/h
Mittelwert bei 100 km/h
S R T T , 80 km/h
Mittelwert bei 80 km/h
B elagsgrenzen
S P B -Messort
Verkehrs führung imB austellenbereich
auf G egenfahrbahn
Vel 1Vel 2
SMA, Bj. 2003
SMA 8 S-LA, Bj. 2009
Messung des Schalldruckpegels
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 17
Technisches Regelwerk
Offenporiger Asphalt – OPA
Dünne
Asphaltdeckschichten
in Heißbauweise auf
Versiegelung – DSH-V
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 18
Technisches Regelwerk
Offenporiger Asphalt
OPA / ZWOPA
Lärmtechnisch
optimierte
Asphaltdeckschichten
AC D LOA und SMA LA
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 20
Asphaltkonzepte
Offenporiger Asphalt (einlagig / zweilagig)
Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise auf
Versiegelung
Lärmarmer Splittmastixasphalt – SMA LA
Verringerung des Lärms an der Quelle
Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht – LOA D
– OPA / ZWOPA
– DSH-V
Gussasphalt mit offenporiger Oberfläche – PMA
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 21
Konkave Oberfläche
„feinkörnige“ dünne Deckschicht
Textur der OberflächePlateau mit Schluchten
Offenporige, permeable Deckschicht (zugängliche Hohlräume)
Absorption des Schalls
PAAC D LOA SMA LA (SMA LA)
Verringerung des Lärms an der Quelle
Asphaltkonzepte
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 22
Offenporiger Asphalt
So gut wie keine Anwendung im kommunalen Bereich!
Asphaltkonzepte
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 23
Die Empfehlungen basieren u.a. auf Ergebnissen
• der Datensammlung über Baumaßnahmen mit LOA D und SMA LA
• Untersuchungen zur Mischgutkonzeption LOA D und SMA LA
• Untersuchungen zur Lebensdauerabschätzung von SMA 8 LA
• Schalltechnischer Untersuchungen von LOA D und SMA LA
FGSV AK 7.3.3
Asphaltkonzepte
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 24
Empfehlungen für die Planung und Ausführung von lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschichten aus
AC D LOA und SMA LA(E LA D)
Inhalt
Hinweise zur Planung von Baumaßnahmen
Baugrundsätze
AusführungAnforderungen an das Asphaltmischgut
Herstellen
Grenzwerte und Toleranzen
Betriebliche Erhaltung
Prüfungen
E LA D
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 25
Hinweise zur Planung von Baumaßnahmen
• längere zusammenhängende Abschnitte mit stetigem Verkehrsfluss bilden
• bei Steigungs- und Gefällestrecken kann die lärmmindernde Wirkung innerorts
eingeschränkt sein, da dort Motoren- und Bremsgeräusche dominieren
• hohe Ebenheit der Asphaltdeckschicht zwingend erforderlich
• Unebenheiten der Unterlage können beim Einbau dieser Asphaltdeckschichten
nicht mehr ausgeglichen werden
• nach Möglichkeit sollte bei Erhaltungsmaßnahmen auch die Unterlage mit
erneuert werden
E LA D - Planung
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 26
Hinweise zur Planung von Baumaßnahmen
• LOA D und SMA LA sind nicht geeignet in Bereichen mit hohen Schub- und
Torsionsbeanspruchungen
• LOA D und SMA LA sind nicht geeignet in Verkehrsflächen mit vielen Einbauten
• Aufgrabungen sollten vermieden werden
• sofern keine Erfahrungen vorliegen, wird Ausführung eines Probefeldes
empfohlen
• zur Vermeidung von Verschmutzungen und mechanischer Beanspruchungen
sollten Nacharbeiten vor dem Einbau abgeschlossen sein
E LA D - Planung
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 27
Hinweise zur Planung von Baumaßnahmen
zulässige
Höchstgeschwindigkeit
[km/h]30 > zul. vmax 50 50 > zul. vmax ≤ 80 zul. vmax > 80
Asphaltmischgutart
und -sorte
LOA 5 D
SMA 5 LA
LOA 5 D
SMA 5 LA
SMA 8 LA
SMA 8 LA
Aufgrund der Dominanz des Motorengeräusches über das Reifen-Fahrbahn-Geräusch wirken lärmtechnisch optimierte Asphaltdeckschichten erst ab Geschwindigkeiten größer 30 km/h.
Zweckmäßige Asphaltmischgutarten und -sorten
E LA D - Planung
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 28
E LA D - Planung
Hinweise zur Planung von Baumaßnahmen
Aufgrund der höheren Hohlraumgehalte der lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschichten ist dem Winterdienst besondere Aufmerksamkeit zu widmen!
Beim Räumen von Schnee ist darauf zu achten, dass die Fahrbahnbefestigung nicht beschädigt wird. Abstumpfende Streustoffe sollten nicht verwendet werden,weil dadurch die Oberflächentextur negativ beeinflusst wird.
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 29
E LA D - Baugrundsätze
Baugrundsätze
• Unebenheiten der Unterlage innerhalb einer 4 m langen Messstrecke max. 4 mm
• bei größeren Baulosen ist der Einsatz eines Beschickers empfehlenswert
• Walzverdichtung sollte nahe an der Bohle beginnen, da dünne Deckschichten schneller auskühlen
• Verdichtung mit Glattmantelwalzen, Gesamtgewicht 6 bis 13 t
• Verdichtung sollte bei einer Temperatur in der Asphaltschicht von 100 °C abgeschlossen sein
• empfohlen wird eine Probemischung an der Mischanlage und Ausführung eines Probefeldes im Baustellenbereich.
Nach bisherigen Erfahrungen kann auf besondere Entwässerungs-einrichtungen verzichtet werden.
Asphaltdeckschichten SMA LA und LOA D werden nicht abgestumpft!
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 30
Ausführung – Empfehlungen für das Asphaltmischgut
E LA D - Ausführung
Empfehlung Mischgutzusammensetzung AC 5 D LOA
Bindemittel Art und Sorte 25/55-55 (40/100-65)
Bindemittelgehalt Bmin5,8
Hohlraumgehalt MPK Vmin 4,0 / Vmax 6,0
Mittlere Texturtiefe ETD mm ist anzugeben
Proportionale Spurrinnentiefe % ≤ 3
Schichteigenschaften für die Asphaltmischgutsorte SMA 8 LA SMA 5 LA
Bindemittel Art und Sorte 40/100-65
(25/55-55 und 45/80-50)
Mindestbindemittelgehalt M.-% 6,6 7,0
Bindemittelträger M.-% > 0,3 > 0,15
Hohlraumgehalt MPK Vol.-% 9 bis 11 9 bis 11
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 31
Ausführung – Empfehlungen für das Asphaltmischgut
E LA D - Ausführung
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 32
Ausführung – Empfehlungen für die fertige Asphaltschicht
E LA D - Ausführung
Schichteigenschaften für die Asphaltmischgutsorte AC 5 D LOA
Einbaudicke cm 2,0 bis 2,5
Verdichtungsgrad % ≥ 97,0
Hohlraumgehalt Vol.-% 4,0 bis 9,0
Ebenheit (4 m–Messstrecke) mm ≤ 3
Schichteigenschaften für die Asphaltmischgutsorte SMA 8 LA SMA 5 LA
Einbaudicke cm 2,5 bis 4,0 2,0 bis 3,0
Verdichtungsgrad Vol.-% > 97,0 > 97,0
Hohlraumgehalt Vol.-% 9,0 bis 14,0 9,0 bis 14,0
Ebenheit (4 m - Messstrecke) mm ≤ 3 ≤ 3
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 33
Ausführung – Unterlage
E LA D - Ausführung
LOA DDas Ansprühen der Unterlage erfolgt nach ZTV Asphalt;Art und Dosierung sind nach Tabellen 7 und 8 auszuwählen.
SMA LADie Unterlage ist zusätzlich vor eventuell eindringendem Wasser zu schützen. Nach bisherigen Erfahrungen ist es empfehlenswert, dieAnsprühmengen in Abhängigkeit der Beschaffenheit der Unterlageauf 350 bis 450 g/m² zu erhöhen.
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 34
Ausführung – Unterlage
E LA D - Ausführung
LOA D und SMA LA„Als Unterlagen können Asphaltbinderschichten nach TL Asphalt-StB
oder Asphaltbinderschichtkonzepte nach den "Hinweisen für die
Planung und Ausführung von Alternativen Asphaltbinderschichten"
(H Al ABi)) vorgesehen werden. Ziel sollte eine homogene und
gleichmäßig geschlossene Oberfläche sein….“
Zusatz SMA LA„Aufgrund des Hohlraumgehaltes der Asphaltdeckschicht aus SMA LA
sollte der Hohlraumgehalt der Asphaltbinderschicht maximal 5,5 Vol.-%
betragen. Gute Erfahrungen liegen mit Asphaltbinder SMA 16 B S vor….“
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 36
BisherAusführung einer Asphaltbinderschicht mit Größtkorn bis zu 22 mm für hohe Verformungsbeständigkeit bei Wärme
Quelle: ABD Nordbayern
Eignung der Unterlage
Nachteil
Entmischungsneigung durch geringere Gleichmäßigkeit und Homogenität über den gesamten Herstellungsprozess
Hohlraumreichere Schicht als die darunterliegende Asphalttragschicht mit der Folge von Wasserzutritten (wasserführend)
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 37
Beispiel für SMA LA auf Asphaltbinder 0/22 SLiegezeit ca. 2 bis 3 Jahre
Wasseraustrittsstellen
Durchbrüche
Eignung der Unterlage
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 38
Konventionelle Asphaltbinderschichten sind oftmals hohlraumreicher als die darunterliegende Asphalttragschicht
Eignung der Unterlage
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 39
Eignung der Unterlage
Blasenbildung / Ausbrüche
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 40
Blasenbildung / Ausbrüche
Eignung der Unterlage
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 41
Umsetzung mit dem Ziel einer dichteren Asphaltbinderschicht ohne Einbußen hinsichtlich Verformungsbeständigkeit
1. Ausführung von AC 16 B S anstelle AC 22 B S(aber: Schichtdicke)
2. Asphaltbinderschicht, die bei höherem Bindemittelanteil und geringeren Hohlraumgehalten eine hohe Verformungsbeständigkeit aufweist
Alternative Asphaltbinderkonzepte
Eignung der Unterlage
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 42
Asphaltkonzepte
FGSV AK 7.3.3
Die Hinnweise basieren u.a. auf Ergebnissen
• der Datensammlung über Baumaßnahmen
• Untersuchungen zur Mischgutkonzeption
• Erfahrungen bei der Herstellung der Asphaltbinderschichten
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 43
Hinweise für Planung und Ausführung von Alternativen Asphaltbinderschichten - H Al ABi
In diesen Hinweisen werden alternative Asphaltbinderkonzepte aufgezeigt, die sich durch
• einen hohen Verformungswiderstand,• eine geringe Entmischungsneigung• eine hohe Beständigkeit gegenüber eindringendem Wasser und• eine hohe Prozesssicherheit
auszeichnen und deshalb eine lange Nutzungsdauer erwarten lassen.
Alternative Asphaltbinderkonzepte
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 44
Splittmastixbinder
SMA B S
stetig gestufte
Asphaltbinder
AC B S SG
Alternativen
zu Bindern nach
den
TL Asphalt-StB
Extrapolation des Splittmastixprinzips
• Ausfallkörnung; erhöhter Grobkornanteil(weniger 8/11, mehr 11/16)
• erhöhter Mörtelanteil zum Ausfüllen vonHohlräumen
• mehr Bindemittel (bis zu 1 M-% mehr)
• mehr Füller (mit Kalksteinmehl)
• Faserstoffe
• Polymermodifiziertes Bindemittel,i.d.R. 10/40-65
Alternative Asphaltbinderkonzepte
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 45
projektbez.
Sieblinie
SMA 16 B S
Bindemittelgehalt
ca. 5,2 – 5,6 M.-%
(abhängig von der
Gesteinsart)
Splittmastixbinder
AC 16 B STL Asphalt-StB 07/13
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 46
Alternative Asphaltbinderkonzepte – H Al ABi
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 47
Splittmastixbinder
SMA B S
stetig gestufte
Asphaltbinder
AC B S SG
Alternativen
zu Bindern nach
den
TL Asphalt-StB
Alternative Asphaltbinderkonzepte
Extrapolation des Splittmastixprinzips
• Ausfallkörnung; erhöhter Grobkornanteil(weniger 8/11, mehr 11/16)
• erhöhter Mörtelanteil zum Ausfüllen vonHohlräumen
• mehr Bindemittel (bis zu 1 M.-% mehr)
• mehr Füller (mit Kalksteinmehl)
• Faserstoffe
• Polymermodifiziertes Bindemittel, i.d.R. 10/40-65
Anwendung des Fuller-Prinzips
• möglichst dichte Lagerung des Gesteins-körnungsgemisches (stetiger Verlauf)
• erhöhter Anteil an feiner Gesteins-körnung, weniger Grobkorn
• mehr Bindemittel (ca. 0,5 M.-%)
• Verwendung von Kalksteinmehl
• Polymermodifiziertes Bindemittel,i.d.R. 10/40-65
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 48
AC 16 B STL Asphalt-StB 07/13
projektbez.
Sieblinie
AC 16 B S SG
Bindemittelgehalt
ca. 4,8 – 5,3 M.-%
(abhängig von der
Gesteinsart)
Stetig gestufter Asphaltbinder
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 49
Alternative Asphaltbinderkonzepte – H Al ABi
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 50
Alternative Asphaltbinderkonzepte – H Al ABi
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 51
• Hohe Verformungsbeständigkeit trotz dichterer Konzeption
• Verbesserte Ermüdungs- und Alterungsbeständigkeit durch dickeBindemittelfilme
• Hohe Prozesssicherheit
• Unterlage für alle Asphaltdeckschichten
• Temporäre Befahrbarkeit
• Geeignet für alle Belastungsklassen
• Verwendung von Asphaltgranulat bis 30 % Zugabeanteil
Alternative Asphaltbinderkonzepte
Ulrich Lüthje – asphalt-labor Arno J. Hinrichsen GmbH & Co. Seite 52
• Positive Erfahrungen bei der Ausführung von lärmminderndenDeckschichten LOA D und SMA LA
• Positive Erfahrungen bei der Anwendung der alternativenAsphaltbinderkonzepte
• Für beide Bauweisen liegen die entsprechenden Regelwerke (Empfehlungen / Hinweise der FGSV vor)
• Weitere Erfahrungssammlung zur Fortschreibung der Regelwerke
Fazit - Ausblick
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