Schwerpunkt Reduzierte Reifen - Fahrbahn-Geräusche
im Bereich Leiser Straßenverkehr

Koordination: B. Krieger, BASt, Bergisch Gladbach

Kurzbeschreibung

In den vergangenen 20 Jahren hat der Verkehrslärm an Autobahnen durchschnittlich um 2,5 dB(A), an Bundesstraßen um 1,5 dB(A) zugenommen. Die Breite der verlärmten Korridore in den Nachtstunden ist inzwischen auf ca. 1100 m bei Autobahnen und auf ca. 220 m bei Bundesstraßen angewachsen. Eine Stagnation des Verkehrsaufkommens ist bei weitem nicht erkennbar, so dass auch in Zukunft neue Straßen in den sich immer weiter ausdehnenden Ballungsgebieten nur noch zusammen mit sehr kostenintensiven Lärmschutzmaßnahmen geplant und gebaut werden können.

Schon seit den frühen siebziger Jahren bemühte man sich, der Lärmbelästigung durch den Straßenverkehr an Brennpunkten mit Hilfe von Lärmschutzwänden und Erdwällen entgegenzuwirken. Weiter hoffte man, das Anwachsen der allgemeinen Lärmbelästigung durch technische Maßnahmen an den Fahrzeugantrieben verhindern zu können. Seit 1970 wurden dafür die Geräuschgrenzwerte für schwere Lkw um 12 dB(A) und für Pkw um 10 dB(A) zurückgenommen. Gleichwohl wurden aber an Autobahnen, Bundesstraßen und im schnelleren Stadtverkehr keine Pegelminderungen beobachtet, da das durch die rollenden Fahrzeugreifen verursachte Reifen/Fahrbahn-Geräusch durch die Grenzwertabsenkungen nicht betroffen wird. Inzwischen ist das Reifen/Fahrbahn-Geräusch zur dominierenden Schallquelle am bewegten Fahrzeug geworden – bei Pkw schon im Stadtverkehr ab 40 km/h, bei Lkw ab 70 km/h.

Untersuchungen zum Stand der Technik in den vergangenen 20 Jahren haben gezeigt, dass das Minderungspotenzial von Pkw- und Lkw-Reifen auf einer Straßendecke ungefähr 3 dB(A) beträgt. Ähnlich groß ist das Minderungspotenzial von Straßendeckschichten. Noch nicht vollständig geklärt ist, wie diese Potenziale ausgeschöpft werden können. Erkenntnislücken sind auch noch bezüglich des Zusammenwirkens von Reifen und Straße bei der Geräuscherzeugung vorhanden. Trotz aller Anstrengungen ist es auch noch nicht gelungen, ein Modell zur Prognose des Vorbeifahrtpegels von Pkw und Lkw abzuwickeln, das dem Straßenbau über die bisherigen Erkenntnisse hinausgehende Hinweise zur Herstellung leiserer Straßenoberflächen geben könnte.

Für eine deutliche Reduzierung der Reifen-Fahrbahn-Geräusche ist es notwendig, Reifen und Fahrbahn als Gesamtsystem zu behandeln und zu optimieren, wobei gegen Fahrzeug-Sicherheit, Rollwiderstand und Lebensdauer abzuwägen ist.

Das Reifen-Fahrbahn-Geräusch entsteht durch die Wechselwirkung zwischen Reifen und Fahrbahn und stellt für die außerorts mit hoher Geschwindigkeit befahrenen Straßen das Gesamtgeräusch dar. Um langfristig eine wirksame und wirtschaftliche Reduzierung des Reifen-Fahrbahn-Geräusches zu erzielen, müssen Lärmminderungsmaßnahmen an der Quelle ansetzen. Mit diesem Ansatz wurde der Schwerpunkt „Reduzierte Reifen-Fahrbahn-Geräusche“ konzipiert. Die Erfolg versprechenden Forschungsaktivitäten wurden von den Partnern als Teilprojekte (Tp) formuliert und den neun Aufgabenpaketen zugeordnet. Grundsätzlich werden zwei Ziele verfolgt:

Kurzfristig:

Hierbei sollen um bis 3 dB(A) leisere Komponenten des geräuscherzeugenden Gesamtsystems Fahrzeug - Reifen - Fahrbahn - Fahrbahnübergang entwickelt, erprobt und gebaut werden.
Mittelfristig:

Hierbei soll durch die Entwicklung von Reifen-Fahrbahn-Geräusch-Modellen ein um mindestens 5 dB(A) leiseres Gesamtsystem konzipiert werden.

Aufgabenbeschreibung  

Dabei werden die durchzuführenden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durch die Erkenntnisse aus dem Aufgabenpaket „Modellierung“, insbesondere aus dem Teilprojekt „Statistisches Reifen-Fahrbahn-Geräusch-Modell“, angeregt. Begleitet werden diese Arbeiten durch gezielte Kontrollmessungen, die aus dem Arbeitspaket „Messaufgaben“ heraus gesteuert werden.

Die Optimierungsarbeiten enden mit dem Nachweis, dass um 3 dB(A) leisere Komponenten des geräuschgenerierenden Gesamtsystems (also Reifen, Radhaus, Fahrbahn, Fahrbahnübergang) entwickelt worden sind. Anschließend werden die leisesten Einzelkomponenten zu einem Gesamtsystem zusammengeführt und der dabei entstehende Geräuschpegel (Bewertung des Gesamtsystems) erfasst. Dieser Geräuschpegel wird als Ausgangsbasis für die erreichbare Reduzierung der Reifen-Fahrbahn-Geräusche dienen.

Dem mittelfristigen Ziel wird in dem Aufgabenpaket „Modellierung“ nachgegangen. Im Vordergrund steht hier ein numerisches Reifen-Fahrbahn-Geräusch-Modell, mit dessen Hilfe leisere Reifen-Fahrbahn-Variationen konzipiert werden, die erst künftig umgesetzt werden können. Diese zukunftsorientierten Forschungen sind notwendig, um einen Durchbruch bei der Reduzierung der Rollgeräusche zu initiieren. Hierzu gehört auch die Entwicklung von in situ Messsystemen in dem Aufgabepaket "Messverfahren", da die abgeleiteten Modelle mit in situ gemessenen Eigenschaften der Fahrbahnoberfläche validiert werden müssen. Der Routine-Einsatz dieser Messverfahren wird in dem Aufgabepaket „Messaufgaben“ koordiniert.

Die im Aufgabenpaket „Bewertung“ gewonnenen Erkenntnisse und die Schlussfolgerungen aus allen anderen Teilprojekten münden in den Schlussbericht.

Die Gesamtkosten für den Schwerpunkt „Reduzierte Reifen-Fahrbahn-Geräusche“ belaufen sich auf 6,5 MDM.

Partner
Am Schwerpunkt „Reduzierte Reifen-Fahrbahn-Geräusche“ beteiligt sich die Bundesanstalt für Straßenwesen mit insgesamt 15 Partnern aus der Industrie, von Universitäten und Forschungsinstituten, Beratungs-Büros und Verbänden. Das Management wird durch die Bundesanstalt für Straßenwesen wahrgenommen.

1. Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach 

2. Clariant GmbH, Frankfurt

3. Continental AG, Hannover

4. Deutsche Asphalt GmbH, Neu-Isenburg

5. Eurovia Services GmbH, Bottrop

6. Federal Mogul - Sollinger Hütte GmbH, Uslar

7. Forschungsinstitut der Zementindustrie, Düsseldorf

8. Gebrüder von der Wettern GmbH, Köln

9. Gütegemeinschaft Betonstraßen eV, Köln

10. Heidelberger Zement AG, Blaubeuren

11. Müller BBM, Planegg

12. STRABAG Straßen- und Tiefbau AG (SDT), Köln

13. Technische Universität Hamburg-Harburg

14. Universität Hannover, Institut für Baumechanik und Numerische Mechanik

15. Volkswagen AG, Wolfsburg

16. Wirtgen GmbH, Windhagen

Quelle: Vorhabensbeschreibung BASt

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