Gummimodifizierter Asphalt zur Lärmreduzierung

Stadt Köln setzt bei Zusammenarbeit auf fpi

Die Stadt Düsseldorf lässt seit dem Jahre 2007 einen auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen von Prof. Dr.-Ing. Radenberg (Ruhr-Universität Bochum) basierenden lärmoptimierten Asphaltbeton (LOA 5 D) einbauen. Lärmmessungen mit der CPX?Methode zeigen bei PKW Reifen bei 50 km/h für diesen Belag eine Lärmreduktion von 4-5 dB(A) verglichen mit der ursprünglichen Deckschicht aus Asphaltbeton. Aufbauend auf diesen Ergebnissen und auf dem Wissen, dass die Verwendung gummimodifizierter Bitumen einen zusätzlichen Lärmminderungseffekt bewirken, entschließt sich die Stadt Köln erstmals einen gummimodifizierten LOA 5 D GM unter Verwendung des Modifizierungsmittels Road+ einbauen zu lassen. Erste Lärmmessungen zeigen eine zusätzliche Reduktion gegenüber den Lärmmessungen für diese Art von Belägen in Düsseldorf.

 

Stadt Köln setzt bei Zusammenarbeit auf fpi

Dazu beauftragt die Stadt Köln im Rahmen des Konjunkturpaket II das Kölner Ingenieurbüro fpi fuchs Ingenieure GmbH mit der Planung und Bauüberwachung der Deckenerneuerung von Hauptverkehrsstraßen in den Stadtteilen Altstadt-Nord und Riehl. Durch die Verwendung eines gummimodifizierten und lärmoptimierten Asphaltes werde laut Projektleiter Dipl.-Ing. Carsten Rickers nicht nur die Lärmminderung verbessert, sondern auch die Folgekosten erheblich reduziert.

Am 27. Januar 2009 beschloss das Bundeskabinett den Pakt für Beschäftigung und Stabilität, das zweites Konjunkturprogramm der Bundesregierung 2009 - 2010 im Bereich von Bau und Stadtentwicklung - Zukunftsinvestitionen der Kommunen und Länder. Als förderfähig im Sinne des genannten Beschlusses wurde unter anderem der Lärmschutz an kommunalen Straßen eingestuft. Von dem förderfähigen Anteil übernimmt die Bundesrepublik Deutschland 75 Prozent der Gesamtkosten, Land und Kommunen beteiligen sich mit jeweils 12,5 Prozent der förderfähigen Gesamtkosten.

 

Sanierung in Köln

Für die zu sanierenden Straßen im Kölner Stadtgebiet mit einer Ausbaulänge von ca. 3,8 km hat der Rat der Stadt Köln 4.315.500 EUR Gesamtkosten beschlossen. Nach Instandsetzung der defekten Straßenentwässerungsanlagen und der Verlegung von Leerrohren wurden ab Mai 2010 die großflächigen Fahrbahnarbeiten durchgeführt und im Anschluss Beschilderungs- und Markierungsarbeiten ausgeführt. Als zu überplanende Straßen wählte man die Straßen aus, die am stärksten entsprechend der Umgebungslärmkarte von Lärm betroffen sind.

 

Großes Lärmreduzierungspotential

Durch die Verwendung einer gummimodifzierten lärmoptimierten Asphaltdeckschicht ergibt sich eine erhebliche Lärmreduzierung gegenüber dem Referenzbelag bzw. dem ursprünglichen Belag. Durch besseres Ermüdungsverhalten hat dieser Asphalt eine längere Lebensdauer als unmodifizierte Asphalte und verursacht deshalb deutlich geringere Wartungs- und Unterhaltungskosten. Das eingesetzte Produkt Road+ besteht aus zwei Komponenten: aus Altreifen im ambienten Mahlverfahren gewonnenes Gummimehl und aus Polyoctenamer Vestename. Diese dient der Verbesserung des Einbaus. Die Verwendung von Road+ (Die vorgenannte Zusammensetzung ist seit 2005 unter dem Markennamen Road+ im europäischen Markt verfügbar und wird in den USA bereits seit 1999 eingesetzt) im Bitumen bewirkt eine Reduzierung der Misch- und Einbautemperatur gegenüber anderen gummimodifizierten Bindemitteln. Dadurch schont man natürliche Ressourcen, verringert die Belastungen am Arbeitsplatz und reduziert den CO2-Ausstoß gegenüber anderen Modifizierungen. Die Zugabe weiterer viskositätsreduzierender Zusätze verbessert diese Eigenschaften noch.

Bereits realisierte Projekte haben gezeigt, dass sich bei Tempo 50 km/h mit Hilfe eines lärmoptimierten Asphalts (LOA 5 D) eine Lärmminderung von etwa 4 bis 5 dB(A) erzielen lässt. Dies ist ein großer Erfolg, da eine Lärmminderung von 3 dB(A) wie die Halbierung der Verkehrsmenge empfunden wird. Der Einsatz dieses Asphaltes ist für Innerorts- und Außerortsstraßen sinnvoll. Allerdings übersteigt bei Geschwindigkeiten unter 40 km/h das Antriebsgeräusch der Fahrzeuge das erzeugte Reifen-/Fahrbahngeräusch. Die Stadt Köln traf die Entscheidung zugunsten der gummimodifizierten und lärmoptimierten Asphaltdeckschicht (LOA 5 D GM) wegen der besseren Verarbeitbarkeit im Handeinbau gegenüber anderen lärmarmen Fahrbahnbelägen (LOA 5 D und PMA 5 D).

Das Lärmminderungspotenzial der gummimodifizierten Asphaltdeckschichten ist ca. 1 bis 2dB(A) höher im Vergleich mit polymermodifizierten Asphaltdeckschichten. Das bedeutet nahezu eine zusätzliche Halbierung der Belastung für das Umfeld. Durch Verwendung gummimodifizierter Bindemittel werden dickere Bindemittelfilme am Gestein erreicht. Diese erhöhen zusammen mit der sehr guten Wärmestandfestigkeit und dem sehr guten Tieftemperaturverhalten die Lebensdauer der Asphaltdeckschicht und der Asphaltbinderschicht.

 

Längere Lebensdauer der Asphaltdecke

Gummimodifizierte Asphalte sind bereits seit Jahrzehnten in den USA und anderen Ländern im Einsatz und haben dort ihre Dauerhaftigkeit in den unterschiedlichen Klimazonen langfristig nachgewiesen. Aufgrund der höheren Viskosität des Bindemittels gegenüber anderen Modifizierungen verringert sich die Spurrillenbildung (Wärmestandfestigkeit) deutlich. Die Kälteflexibilität durch die elastischen Eigenschaften des Bindemittels erhöht sich dagegen sehr. Die Schadenshäufigkeit verringert sich und die hierdurch langfristig unveränderten Oberflächeneigenschaften bewirken eine nachhaltige Lärmreduktion. Dieses wird als Forderung für die Maßnahmen des Konjunkturpaketes II im Straßenbau gefordert. Road+ modifizierter Asphalt hat bei Ermüdungsversuchen eine 4- bis 5-fach höhere Lastwechselzahl gegenüber Asphalten ohne Gummimodifizierung gezeigt. (Siehe Gutachten 0906-2-A vom 25. Juni 2010 von Dr.-Ing. Martin Radenberg, Professor für Verkehrswegebau an der Ruhr-Universität Bochum, Auftraggeber: GENAN NRW GmbH)

Diese Ergebnisse bedeuten, dass sich die Lebensdauer der Asphaltdecke verlängert bzw. bei Beibehaltung der üblichen Lebensdauer eines Asphaltoberbaues die Einbaudicken reduziert werden können. Dadurch spart der Bauherr auf lange Sicht Kosten. Durch die in den Fahrzeugreifen enthaltenen Antioxidantien und Lichtschutzmittel, die sich auch im Gummimehl wiederfinden, verzögert sich die Alterung des Bindemittels. Das verlängert zusätzlich die Lebensdauer des Asphaltes und führt somit zu geringeren Wartungs- und Unterhaltungskosten. Die Altere, ausländischer Gutachten kommen zu ähnlichen Ergebnissen.

 

Temperaturabgesenkter Einbau des Asphaltes

Bei Verwendung von Road+ ist gummimodifizierter Asphalt temperaturabgesenkt einzubauen. Durch den isolierenden Effekt von Gummi in Bitumen kühlt der Asphalt nicht so schnell aus wie bei Verwendung anderer Bindemittel. Dadurch wirken sich längere Transportwege oder längere Standzeiten von Transportfahrzeugen nicht negativ aus.

Die Verwendung von Gummimehl im Asphalt verhindert das Ablaufen von Bindemittel am Gestein. Der Einsatz zusätzlicher Bindemittelträger ist nicht erforderlich. Darüber hinaus wird das bisher übliche Kleben des gummimodifizierten Bitumens an Transportfahrzeugen und Einbaugeräten verhindert. Durch die Temperaturabsenkung beim Einbau der Asphaltschichten kann eine schnellere Verkehrsfreigabe erfolgen.

Positiv zu bemerken ist, dass gummimodifizierte Bindemittel nahezu preisgleich mit vergleichbaren polymermodifizierten Bindemitteln sind. Durch die Zugabe weiterer viskositätsverbessernder Zusätze erhöht sich selbstverständlich auch der Asphaltpreis. Aufgrund der zu erwartenden Nachhaltigkeit und der Haltbarkeit durch Verwendung des ausgeschriebenen Produktes entsteht ein zusätzlicher volkswirtschaftlicher Vorteil.

Ein ganz entscheidendes Kriterium für die dauerhafte Lärmminderung ist die Ebenheit der Asphaltbinderschicht und der Asphaltdeckschicht. Daher ist auf eine hohe Einbauqualität gesteigerter Wert zu legen. Durch den Einbau des regional vorhandenen Aufhellers Quarzedelsplitt, kein Quarzit, erhöht sich zusätzlich die Verkehrssicherheit.

 

Erste Messergebnisse übertreffen Prognose

Im August 2010 führte die IFTA GmbH die ersten Messfahrten auf dem neuen gummimodifizierten, lärmoptimierten Asphalt (LOA 5 D GM) durch. Diese zeigen, dass sich die Lärmminderungsprognose von rund 4 - 5 dB(A) unter der realen Verkehrsbeanspruchung noch einmal erhöht hat. Weitere Lärmmessungen folgen. Im Vergleich der vorher/ nachher - Betrachtung wurden die Messungen nach der CPX-Methode der TU Dresden mit den Messungen der IFTA GmbH in der beigefügten Tabelle gegenübergestellt.

 

Die Messwerte der Schalldruckpegel:

Die vom Zuwendungsgeber in Nordrhein-Westfalen geforderte Lärmminderung von mehr als 2 dB(A) wird in jedem Fall erreicht. Auch die in der Stadt Düsseldorf auf dem Kennedydamm erreichten gemittelten Lärmminderungspegel wurden mit dieser Konzeption deutliche verbessert.

 

Quellen:
Untersuchungsbericht 1008012 der IFTA GmbH, Essen
Gemessen in Köln am Konrad-Adenauer-Ufer; Rollgeräuschmessungen mit der CPX - Methode

Untersuchungsbericht 090560042702-B01a der Gesellschaft für Akustikforschung Dresden mbH
Gemessen in Köln am Konrad-Adenauer-Ufer und Boltensternstrasse; Rollgeräuschmessungen in Anlehnung an ISO / CD 11819-2


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