Wirkungsweise SDA Beläge
Als Reifen-Fahrbahngeräusch wird die Interaktion zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche verstanden. Diese Reifen- Fahrbahninteraktion trägt in verschiedenster Weise zur Schallentstehung des Strassenlärmes bei. Demensprechend Komplex ist die Zusammensetzung des Effekts. So fallen die Entstehungsmechanismen je nach Geschwindigkeit, Reifenbeschaffenheit, Fahrbahnoberflächenbeschaffenheit sehr unterschiedlich aus und verändern somit die akustische Signatur des Reifen-Fahrbahngeräuschs im Frequenzbereich.
Vibrationsschall: Der Reifen wird je nach Geschwindigkeit und Oberflächentextur des Strassenbelags unterschiedlich angeregt. Dabei wird beim Vibrationsschall zwischen einem Impakt und Adhäsionsmechanismus unterschieden. Der Impaktmechanismus setzt sich aus dem Zusammentreffen der Reifenprofilblöcke mit der Fahrbahnoberfläche zusammen.
Der Adhäsionsmechanismus wird durch einen «stick-slip»-Mechanismus und einen «stick-snap»-Mechanismus beschrieben. Beim «stick-slip»-Mechanismus werden einzelne Teile des Reifens durch das Rollen des Rades tangential zur Belagsoberfläche angeregt. Dies führt durch das Kleben des Blocks auf der Belagsoberfläche («stick») und das nachfolgende Lösen («slip») zu einer Anregung des Reifens (Vibration). Dies äussert sich vornehmlich in tangentialen Bewegungen im Reifen. Unter dem «stick-snap»-Mechanismus kann das «Festkleben» und «Anhaften» des Reifens auf der Belagsoberfläche verstanden werden.
Vibrationsschall weist im Allgemeinen bei höheren Geschwindigkeiten und einer feinen Oberflächentextur (kurze Wellenlänge) eine höhere Frequenz auf als bei tiefen Geschwindigkeiten und einer rauen Oberflächentextur (grosse Wellenlänge). Bei feinen Strassenoberflächen kann es zudem vermehrt zu klebenden Kräften (stick-slip) zwischen Reifen und Strassenbelag kommen, welche sich im hohen Frequenzbereich bemerkbar machen.
Hohlraumresonanzen: Bei einer bestimmten Anregung des Reifens durch die Strassenoberfläche können Eigenresonanzen im Reifen entstehen. Die Eigenfrequenz eines Reifens liegt bei ca. 220 Hz. Durch harmonische Schwingungen kann sich dies auch in höhere Frequenzbereiche ausstrahlen.
Luftströmungsgeräusche: In der Kontaktzone zwischen Reifen und Fahrbahn wird bedingt durch das Reifenprofil und die Reifenbewegung Luft eingesogen und weggepresst («Air-pumping»). Dies äussert sich vornehmlich in mittel- bis hochfrequenten Zischgeräuschen. Ebenso kann es durch die Profilierung am Reifen zu Resonanzen am Profil führen.
Lärmarme Beläge mit einer guten Zugänglichkeit zu den Oberflächenporen ermöglichen, dass die Luft, welche zwischen dem Reifen und der Strassenoberfläche eigepresst wird, besser entweichen kann. Dieser Effekt zeigt sich in einer Reduktion der Reifen-Fahrbahn-Geräusche im hohen Frequenzbereich.
Horneffekt: Der Reifen bildet zusammen mit der Strassenoberfläche nach vorne und hinten einen Schalltrichter. Der Horneffekt führt zu einer Schallverstärkung. In Abhängigkeit der Reifenbreite kommt der Horneffekt ab ca. 500-700 Hz bis maximal ca. 1500 Hz vor.