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Einfluss der Fugenöffnungsweite auf die akustischen Eigenschaften von Fahrbahndecken aus Beton

Influence of the opening width of transverse contraction joints on the acoustic characteristics of road surfaces made of cement concrete

  • Bei Entwicklung und Bau von Fahrbahndecken aus Beton wird angestrebt, die Rollgeräuschminderung über die moderate akustische Wirkung von Waschbeton hinaus zu steigern und die Reproduzierbarkeit, Homogenität und Dauerhaftigkeit der akustischen Oberflächeneigenschaften zu verbessern. In Feldmessungen wurde deutlich, dass Querscheinfugen im Moment des Überrollens kurzzeitig zu einer starken Anhebung des Rollgeräuschs führen können und die akustischen Eigenschaften einer Betonfahrbahndecke aufgrund des wiederholten Auftretens der Fugengeräusche entlang der Fahrbahn insgesamt verschlechtern können. Aufgabe war, den Einfluss der bautechnischen Eigenschaften von Querscheinfugen auf die Rollgeräuschentstehung zu untersuchen und Empfehlungen für die schalltechnische Optimierung bei der baupraktischen Ausführung der Fugen zu geben. Anhand von umfangreichen CPX-Messungen wurden 600 Fugen unterschiedlicher Ausführung und unterschiedlichen Zustands auf Betonfahrbahnen im deutschen Autobahnnetz schalltechnisch untersucht. An sechs ausgewählten Fugen wurden Detailuntersuchungen der Fugengeometrie und der Oberflächenstruktur sowohl der Fugen als auch der angrenzenden Fahrbahnoberflächen durchgeführt und durch detaillierte Messungen des Reifen-Fahrbahn-Geräuschs ergänzt. Neben der messtechnischen Analyse des Zusammenhangs zwischen Fugeneigenschaften und Rollgeräusch wurden die Messergebnisse dazu benutzt, ein bestehendes Rechenmodell für Reifen-Fahrbahn-Geräusche zu erweitern, zu validieren und für eine Parameterstudie zum Einfluss der Fugeneigenschaften auf das Rollgeräusch einzusetzen. Messungen und Parameterstudie zeigen, dass der Fugeneinfluss auf das Rollgeräusch umso größer wird, je leiser das Rollgeräusch aufgrund akustisch günstiger Oberflächentexturen zwischen den Fugen wird. Akustisch ungünstige Fugeneigenschaften begrenzen dann die Geräuschminderung einer Betonfahrbahndecke. Für die Parameter Fugenöffnungsweite, Anstellwinkel und Höhenversatz und für die Eigenschaften der Fugenfüllung werden konkrete Empfehlungen für eine schalltechnische Optimierung gegeben
  • The objective of development and construction of road surfaces made of cement concrete is to increase the reduction of the tyre/road noise beyond that of exposed aggregate cement concrete and to improve reproducibility, homogeneity and durability of the acoustic properties of the road surface. Field measurements have shown that transverse contraction joints give rise to a severe increase of the rolling noise when the tyre passes over the joint. Due to the recurrent occurrence of the joint noise along the road surface the acoustic behaviour of the cement concrete pavement can be impaired by the joints. Task in this project was to investigate the effect of geometric and structural characteristics of transverse joints on the generation of tyre/road noise and to provide recommendations for acoustically optimized constructions of the joints. By means of extensive CPX measurements a number of 600 transverse joints of different shape and in different condition on cement concrete pavements on German highways have been acoustically investigated. Six joints were selected to be investigated in more detail. The joint’s geometry and surface structure have been measured as well as the texture of the road surface adjoining the joints. Both CPX and SPB measurements were used to characterize the rolling noise generation. In addition to the measurement based analysis of the relation between joint properties and rolling noise the measurement results have been used to enhance and validate an existing computational model for tyre/road noise. A parameter study was then based on the model in order to investigate the sensitivity of the tyre/road noise to different parameters of the joint. Both measurements and the parameter study show that the impact of transverse joints on the rolling noise increases with decreasing rolling noise on the pavement’s surface between the joints what can be due to acoustically optimized textures. Acoustically inappropriate joint characteristics will thus limit the noise reduction potential of the cement concrete road pavement. For the purpose of acoustical optimization of the joint construction recommended values are given for the opening width, the skewing, the fault level and the characteristics of the sealant.

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Metadaten
Verfasserangaben:Beate Altreuther, Thomas Beckenbauer, Maximilian Ertsey, Thorsten Otto, Stefan Schubert, Wolfgang Kropp, Carsten Hoever
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-26107
ISSN:0943-9323
Schriftenreihe (Bandnummer):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe S: Straßenbau (175)
Verlag:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Verlagsort:Bremen
Dokumentart:Buch (Monographie)
Sprache:Deutsch
Datum der Veröffentlichung (online):22.02.2022
Datum der Erstveröffentlichung:22.03.2022
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Datum der Freischaltung:22.03.2022
Freies Schlagwort / Tag:Beton; Concrete; Fahrbahndecke; Lärmminderung; Noise reduction; Road pavement
Bemerkung:
Bericht zum Forschungsprojekt 08.0232
Untersuchung eines praxisbezogenen Instrumentariums zur 
Bewertung der Risssicherheit von Gussasphalten

Fachbetreuung
Alexandra Spilker

Referat
Betonbauweisen
Institute:Abteilung Straßenbautechnik
Lizenz (Deutsch):License LogoBASt / Link zum Urhebergesetz

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