Wirkungsweise SDA Beläge

Ein guter lärmarmer Belag weist eine feine Oberflächentextur und gut zugängliche Oberflächenporen auf. Eine feine Oberflächentextur minimiert den Vibrationsschall während Oberflächenporen den Luftströmungsschall minimieren. Zugängliche Hohlräume im Belag wirken zudem Schallabsorbierend, was zu einer Reduktion des Horneffekts führt. Die Effekte und die Wirkungsweise von SDA-Belägen sind in der folgenden Abbildung illustriert. Das Gesamtgeräusch der Interaktion zwischen Reifen und Fahrbahn setzt sich zusammen aus dem Vibrationsschall, den Hohlraumresonanzen, den Luftströmungsgeräuschen und dem Horneffekt.

Wirkungsweise leise Strassenbeläge (Quelle: Grolimund + Partner AG)

Reduktion Vibrationsschall: die Oberflächenbeschaffenheit des Strassenbelags beeinflusst dessen akustische Qualität. Durch eine feine Oberfläche werden die Reifen der Fahrzeuge weniger stark angeregt, was den Vibrationsschall reduziert. Zugleich entstehen durch die verminderte Anregung auch weniger Hohlraumresonanzen im Reifen. Im Allgemeinen gilt: konkave Texturen regen die Reifen in geringerem Masse an als konvexe Texturen. Stark konvexe Texturen führen in der Regel zu einer Zunahme des Vibrationsschalls durch eine gesteigerte Anregung des Reifens beim Überrollen.

 Reduktion Luftströmungsschall: der spezifische Luftströmungswiderstand beschreibt, wie einfach die Luft aus der Kontaktzone Reifen-Fahrbahn entweichen oder hineingesogen werden kann. Je niedriger der Luftströmungswiderstand, desto einfacher kann dies geschehen, was zu einer Abnahme des Luftströmungsschalls führt. Ein niedrigerer Luftströmungswiderstand kann durch eine Optimierung der Oberflächentextur (mit einem gewissen Mass an Oberflächenrauheit) oder durch das Vorhandensein von untereinander verbundenen Hohlraumporen im Strassenbelag erreicht werden. Bei einer akustischen Texturoptimierung von Strassenbelägen (ohne nennenswerte Hohlräume im Belag), können gute Entlüftungseigenschaften sowohl durch Negativtexturen (z.B. ACMR), wie auch feine Positivtexturen (z.B. Gussasphalte, feine Oberflächenbehandlungen) erreicht werden, wie diverse Messungen und Modellierungen gezeigt haben.

 Schallabsorption: die Schallabsorptionseigenschaften eines Strassenbelages sind stark frequenzspezifisch und abhängig von dessen Schichtdicke, der Porosität, der Porenform, sowie deren Verbindungsgrad untereinander und dem spezifischen Strömungswiderstand. Die Schallabsorptionseigenschaften eines Strassenbelages können einen grossen Einfluss auf das Ausmass des Horneffekts und auf die Schallausbreitung haben. Deren messtechnische Bestimmung ist bei der näheren Analyse der akustischen Wirksamkeit von semidichten und porösen Belägen von grosser Wichtigkeit.

Die schallabsorbierenden Eigenschaften eines Strassenbelages sind dann am besten, wenn ein möglichst hoher Schallabsorptionsgrad in demjenigen Frequenzbereich realisiert wird, in welchem beim Überrollen des Strassenbelages mit Fahrzeugreifen auch am meisten Schallenergie entsteht. Dies ist typischerweise im mittleren Frequenzbereich zwischen 800 Hz und 1250 Hz der Fall.