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Report (Bericht) zugänglich unter
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Charakterisierung der akustischen Eigenschaften offenporiger Straßenbeläge

Characterizing the acoustic properties of porous road surfaces

Hübelt, Jörn ; Schmid, Hella

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Absorption , Deutschland , Diffusion , Dränasphalt , Durchlässigkeit , Eigenschaft , Forschungsbericht , In situ , Luft , Messung , Oberflächentextur , Schall , Schallpegel , Strömung , Verfahren , Wasser
Freie Schlagwörter (Englisch): Absorption , Air , Asphalt , Diffusion , Flow (fluid) , Fluid dynamics , Germany , In situ , Measurement , Method , Permeability , Porous materials , Properties , Research report , Sound , Sound level , Texture , Water
Collection 1: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 31 Bituminöse Baustoffe
Collection 2: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 23 Deckeneigenschaften
Collection 3: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 15 Umwelt
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Gesellschaft für Akustikforschung Dresden
Dokumentart: Report (Bericht)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe V: Verkehrstechnik
Bandnummer: 133
ISBN: 3-86509-397-3
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2006
Publikationsdatum: 05.10.2011
Bemerkung: Weitere beteiligte Körperschaft: Lehrstuhl Straßenbau, Technische Universität Dresden
Kurzfassung auf Deutsch: Zielstellung der hier vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines Verfahrens zur Charakterisierung der akustischen Eigenschaften offenporiger Straßenbeläge in situ. Das Verfahren sollte auf indirektem Wege quantitative Aussagen über den zu erwartenden Fahrzeuggeräuschpegel LVeh nach der Methode der "Statistischen Vorbeifahrt" (DIN EN IS0 11819-1) liefern, sich unproblematisch durchführen lassen und tolerant gegenüber Störeinflüssen aus der Umgebung sein. Innerhalb der Untersuchungen wurden daher in situ Messverfahren verwendet und gegebenenfalls weiterentwickelt, bei denen davon auszugehen ist, dass sie Aussagen zum Einfluss der beiden Hauptmechanismen der lärmmindernden Wirkung offenporiger Asphalte, nämlich der Reduzierung des "Airpumping-Effekts" und der Schallabsorption im Nah- und Fernfeld vom Reifen, erlauben. Als Verfahren kamen dabei zur Anwendung: - Messung der Wasserdurchlässigkeit , - Messung und Schätzung des Strömungswiderstandes Messung des Schallabsorptionsgrades nach DIN ISO 13472, Teil 1 , - Schallausbreitungsmessungen. Diese Messverfahren sind an sieben Orten auf Bundesautobahnen eingesetzt worden. Die Ergebnisse der Messungen wurden anschließend mit nahezu zeitgleich bestimmten Fahrzeuggeräuschpegeln korreliert. Auf die Korrelation der Ergebnisse des Schätzverfahrens zur Bestimmung des Strömungswiderstands wurde dabei jedoch verzichtet, da es sich während der Untersuchungen herausstellte, dass dieses Verfahren eine nur unzureichende Genauigkeit aufweist. Als wesentliches Ergebnis der Untersuchungen zur Korrelation kann festgehalten werden, dass zur indirekten Bestimmung der lärmmindernden Wirkung von offenporigen Asphalten zwei Verfahren, die Messung des effektiven spezifischen Strömungswiderstandes R' und die Bestimmung des Schallabsorptionsgrades a, gleichberechtigt Anwendung finden müssen. Der effektive spezifische Strömungswiderstand R's soll dabei in der Rollspur des ersten Fahrstreifens gemessen werden. Die Bestimmung des Schallabsorptionsgrades a ist dagegen in der Mitte des ersten Fahrstreifens durchzuführen.
Kurzfassung auf Englisch: Recently, the effect of the durability of the noise reduction of porous road surfaces is checked by measuring the SPI (Statistical Pass-by Index) according to EN ISO 11819-1. This method is very time consuming and restricted to a free sound field around the road under test. But in many cases the reduction of traffic noise using porous road surfaces is carried out in combination with noise barriers. Therefore an indirect method, which can be easy used and applied in the presence of reflecting environment near the road surface, was required. To this end the sound propagation at flat angles of incidence above the open porous road surface was examined by using both measurements and predictions. For the measurements the following methods have been applied: - Measurement of the water permeability, - Measurement and estimation of the air flow resistivity, - In situ measurement of absorption coefficient, - Measurement of sound propagation. The predictions were carried out using the "Theory of the Inhomogeneous Plane Waves" in combination with the "Saddle-Point Integral Method". Here the open porous road is assumed to be a homogeneous absorbing layer. According to the examinations carried out the "head wave" and the "surface wave " in the sound field above the porous road surface can be neglected. So, for the second model stage, the assumption of the concept of the "Effective Impedance" and the model of "Weyl von de Pool" has been approved. Moreover in the model the permeability of the open porous asphalt is considered using the "Theory of Darcy". The derived model enables the prediction of the correlation between the SPI and the permeability of the open porous structure and the effect of absorption. Using the model two measurement techniques, the in situ measurement of the flow resistance and the absorption coefficient have been derived and examined, respectively. For the confirmation of the predictions in seven locations (highways) the SPI of porous road surfaces has been measured. These results have been correlated with the specific air-flow resistance R's, and the sound absorption a measured on the road surfaces under test. Here it turns out that, for the characterization of the noise reduction of open porous asphalt, both the measurement of the absorption coefficient a and the air flow resistance k, have to be carried out. The effective specific air-flow resistance R's should be conducted on the rolling track of the first lane. The estimation of the sound absorption a should be conducted in the middle of the first lane.