Um genaue Abschätzungen für die lärmtechnische Bewertung von Straßenbauwerken zu erhalten und unnötige Kosten beim Bau zu vermeiden, sind möglichst genaue Modelle für die Schallemission und Schallausbreitung nötig. Zur lärmtechnischen Beurteilung von Lärmschutzwänden (Lsw) existieren verschiedene analytische Beschreibungen. Die akustische Wirkung von Aufsätzen, sogenannten Schirmkronen, lässt sich dabei bisher nicht allgemein berücksichtigen. Der messtechnische Nachweis der akustischen Wirksamkeit von Aufsätzen im Fernbereich einer Lärmschutzwand an einer realen Verkehrsschallquelle ist ein wichtiger Schritt für die zukünftige Vorhersage des maßgeblichen Immissionsschalldruckpegels unter Einsatz von Schirmkronen. Ziel des vorliegenden Vorhabens war daher die messtechnische Bestimmung der akustischen Wirksamkeit einer Schirmkrone der Fa. CALMA-TEC, die auf bestehende Lärmschutzwände der Talbrücke Uttrichshausen installiert wurde. Dazu wurden Emissions- und Immissionsmessungen vor und nach der Baumaßnahme unter vergleichbaren Bedingungen durchgeführt und die gemessene Pegeldifferenz ausgewiesen. Zeitgleich erfolgte die Erfassung der Verkehrsdaten sowie der meteorologischen Bedingungen, um anschließend mithilfe eines geeigneten Schallausbreitungsmodells eine Korrektur der Immissionspegel bezüglich der zum Zeitpunkt der beiden Messungen vorliegenden Verkehrssituation (Schallleistung) sowie der meteorologischen Bedingungen durchzuführen. Die daraus resultierende Einfügungsdämpfung der Schirmkrone nimmt an den untersuchten Immissionsorten Werte zwischen 0,4 dB und 1,7 dB an, bei einer Standardabweichung des gemessenen Immissionsschalldruckpegels von ca. 1 dB. Unter Berücksichtigung der Wanderhöhung, die durch die Schirmkrone erfolgt und des damit verbundenen Anstiegs des Abschirmmaßes kann angenommen werden, dass der angestrebte Einfluss der untersuchten Schirmkrone auf die Schallbeugung um die Oberkante der Lärmschutzwand vernachlässigbar ist.

Gegenstand des Vorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Messung und Beurteilung der akustischen Wirksamkeit insbesondere von nicht klassifizierten Lärmschutzwandaufsätzen. Die dabei abgeleitete Methode ermöglicht es zukünftig, auf der Basis einer möglichst einfachen Messung im Nahbereich des Aufsatzes, die akustische Wirkung der Anordnung an beliebigen, repräsentativen Immissionsorten im Fernbereich zu beurteilen. Die erzielten Ergebnisse können für eine reproduzierbare Einordnung der Aufsätze herangezogen werden und stehen somit – bis zur Überarbeitung des aktuell geltenden Regelwerks – als zusätzliches Werkzeug für Einzelfallbetrachtungen als Ergänzung zur Schallimmissionsprognose nach den „Richtlinien für Lärmschutz an Straßen – RLS-19“ zur Verfügung. Darüber hinaus werden innerhalb des Vorhabens möglichst effektive, allgemeingültige Randbedingungen für eine Eignung von Lärmschutzwänden mit Aufsätzen bezüglich der Standfestigkeit und der Verkehrssicherheit unter Berücksichtigung der geltenden „Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Ausführung von Lärmschutzwänden an Straßen – ZTV Lsw 2022“ festgelegt. Der Fokus beider Teilziele liegt ins-besondere auf der Nachrüstung von bestehenden Lärmschutzwänden mit Aufsätzen. Zur Ermittlung des aktuellen Stands der Technik wird im ersten Schritt eine zweckmäßige Literaturstudie zusammengefasst, um die Bandbreite existierender Methoden aufzeigen, die es ermöglichen, die akustische Wirksamkeit von Aufsätzen im Nah- und Fernbereich von Lärmschutzwänden zu bewerten. Anschließend erfolgt die Erarbeitung eines Konzepts zur Ableitung der Wirkung von Aufsätzen im Fernbereich aus Messungen im Nahbereich. Dazu werden insbesondere numerische Simulationen an Lärmschutzwänden mit unterschiedlichen Aufsätzen unter Einsatz der Finite Element Method (FEM) durchgeführt. Der dritte Teil behandelt die Durchführung und Auswertung von akustischen Messungen an Lärmschutzwänden ohne/mit Aufsatz. Dabei wird das zuvor erstellte Konzept erprobt, um die akustische Wirksamkeit von Aufsätzen von Lärmschutzwänden im Fernbereich anhand von Messergebnissen im Nahbereich ermitteln zu können. Anschließend erfolgen statische Untersuchungen für Lärmschutzwände mit Aufsätzen mit dem Ziel, die relevanten Abschnitte der geltenden ZTV Lsw 2022 entsprechend der An-wendung von Aufsätzen auf Lärmschutzwänden zu ergänzen. Um verallgemeinerte Aussagen treffen zu können, werden u. a. Variantenrechnungen für Lärmschutzwände mit Aufsätzen verschiedener Masse und geometrischer Ausdehnung (insbesondere Überkragweite) durchgeführt. Abschließend wird anhand des Abgleichs von numerischen Simulationen und messtechnischen Untersuchungen ein Vorschlag für eine Berechnungsvorschrift zur Berücksichtigung von Lärmschutzwänden mit Aufsätzen innerhalb der Schallausbreitungsberechnung an beliebigen Immissionsorten (im Abstand von mehreren zehn Metern vom Schallschirm) entwickelt. Die Berechnungsvorschrift bezieht sich dabei auf Teilergebnisse standardisierter Nahbereichsmessungen an Aufsätzen (im Abstand von wenigen Metern vom Schallschirm). Der Fokus liegt insbesondere auf der Allgemeingültigkeit. Die Berechnungsvorschrift kann für beliebige Aufsätze angewendet werden, die vorab ausschließlich durch standardisierte Nahbereichsmessungen zu charakterisieren sind.