Die effektive Reduzierung von Verkehrslärm ist eine Aufgabe, die den Straßenbau seit Jahren beschäftigt und immer neue, innovative Lösungen hervor bringt. 

Auf der A9 bei München wurde in den vergangenen Monaten eine Fahrbahndecke eingebaut, die als Beispiel für eine gelungene Reduzierung der Schallemissionen sicherlich Schule machen wird. 



Ein ungewöhnliches Bild war dort zu sehen, denn hinter drei großen Fertigern, die Naht an Naht die 18-22 m breite Fahrbahndecke einbauten, verdichteten bis zu vier kleine Tandemwalzen von der Hamm AG, Typ HD 10 bzw. HD 12 mit einer Arbeitsbreite von 1-1,2 m, den Asphalt.

Das betreffende 9,2 km lange Teilstück liegt zwischen dem Münchner Flughafen und der „Allianz-Arena“, dem neu gebauten Münchner Fußballstadion. Der stetig wachsende Verkehr auf dieser Strecke und die Verkehrsströme, die zusätzlich während der WM 2006 erwartet werden, haben die Autobahndirektion Südbayern bewogen, eine Verbreiterung von drei auf vier Fahrspuren je Richtungsfahrbahn in Angriff zu nehmen. Selbstredend muss die neue Fahrbahn hoch belastbar sein. Gleichzeitig dürfen die Schallemissionen der breiteren Autobahn auch weiterhin die Grenzwerte nicht überschreiten. Eine Herausforderung, wenn man bedenkt, dass in diesem Bereich die Wohngebiete unmittelbar bis an die Autobahn reichen.

Geräuschemissionen effektiv reduzieren mit „ZWOPA“

Der Verkehrslärm wurde bislang durch Schallschutzwände und -wälle von den Anwohnern fern gehalten. Es wird erwartet, dass auf der achtspurigen Autobahn mehr Fahrzeuge fahren, die in Summe mehr Geräuschemissionen hervorbringen werden. Der Bau höherer Lärmschutzwände und -wälle kam nicht in Frage, denn die Aufbauten hätten nach Abschätzungen der Akustiker außergewöhnlich hoch und damit sehr aufwendig und teuer werden müssen.

Stattdessen entschied man sich dafür, den Lärm erst gar nicht entstehen zu lassen; und zwar durch den Einbau einer modernen „leisen“ Deckschicht in Form des 2-schichtigen offenporigen Asphalts, kurz „ZWOPA“ genannt. Die Spezifikation für diesen Fahrbahnaufbau entstand in enger Zusammenarbeit der Autobahndirektion Südbayern mit dem „Beratergremium ZWOPA“, in dem sich neben Vertretern verschiedener Behörden, Ingenieurbüros und einiger Bauunternehmungen auch Mitarbeiter der BaSt um die Entwicklung dieser zukunftsweisenden Methode kümmern. Erwartet wurde eine Reduzierung des Schalldruckpegels um 8-9 dB(A), was in etwa einer Halbierung entspricht. Um es vorweg zu nehmen: Messungen der Geräuschentwicklung auf der Fahrbahn in Richtung Norden ergaben kürzlich, dass diese Erwartungen übertroffen wurden.

Hohlräume schlucken den Schall

Die Entwicklung hin zu immer leiseren Motoren hat dazu geführt, dass bei Pkw bereits ab Geschwindigkeiten von 40 km/h und bei modernen Lkw ab 60 km/h die Rollgeräusche der Reifen hauptsächlich für die vom Straßenverkehr ausgehenden Schallemissionen verantwortlich sind. Vor allem Abrollgeräusche im höheren Frequenzbereich werden als besonders unangenehm empfunden. Fahrbahnen mit einem großen Hohlraumgehalt „schlucken“ diese Geräusche, indem sie die Schallwellen im Hohlraum brechen und ablenken.

Das ZWOPA-Mischgut haftet hervorragend – auch an allen Komponenten der Mischanlage und der Maschinen. Daher sind überdurchschnittlich lange Zeiten für Reinigung und Wartung der Maschinen einzukalkulieren. Das „ZWOPA erfahrene“ Team von Leitenmaier war deshalb hoch zufrieden mit der Dauer von 8 Arbeitstagen für den Einbau der beiden Schichten auf einer Richtungsfahrbahn in einer Länge von 4,5 km.

Hohe Anforderung an Material, Maschinen und Mannschaft

Das Schallabsorptionsvermögen des ZWOPA-Belagspaketes ist abhängig von der Struktur des Hohlraumnetzes. Je nach zu erwartendem Geschwindigkeitsniveau und der Anteilevon Lkw und Pkw am Verkehr werden unterschiedliche Kornklassen und Hohlraumgehalte empfohlen. Bei diesem Projekt war ein Hohlraumgehalt von 22 Vol.-% angestrebt.

Beide Schichten des ZWOPA, der die Deckschicht ersetzt, weisen nahezu den gleichen Hohlraumgehalt, aber unterschiedliche Körnungen auf. Die untere, 5 cm starke Schicht besteht aus Splitt der Kornklasse 11/16 und 4 – 6 % Füller, sowie Zellulosefaser als Ersatz für den Feinkornanteil. Die großen Körner bilden ein Monokorngerüst, das miteinander vernetzte Hohlräume aufweist und gleichzeitig eine hohe Verformungsresistenz hat. Die obere, 2,5 cm dicke Schicht des ZWOPA besteht aus einem Monokorn der Korngröße 8 mit Füller.

Um eine gute Griffigkeit und einen hohen Widerstand der oberen Schicht gegen Zertrümmerung sicher zu stellen, wurde dafür ein polierresistentes Gestein gewählt. Das Mischgut hat wegen der großen Körnung relativ wenig Oberfläche. Deshalb setzt man beim ZWOPA auf hochpolymere Bindemittel (hier: PmB 40/100-65 H), die mit ihren langen Molekülketten sicherstellen, dass alle Körner im Mischgut fest in der Belagsschicht integriert sind. Der Bindemittelanteil ist mit 5,6 % deutlich höher ist als bei herkömmlichen Asphalten.

Die Testeinsätze im Vorfeld haben gezeigt, dass beim Einbau des zweischichtigen offenporigen Asphalts exaktes Arbeiten und eine gute Logistik immens wichtig für ein gutes Ergebnis sind. Das beginnt beim Timing in der Asphaltherstellung. Drei Fertiger, die das Mischgut Naht an Naht einbauten, mussten kontinuierlich mit gleichwertigem Mischgut aus zwei Mischanlagen beliefert werden. Keine einfache Aufgabe, denn das Mischgut stellt besondere Anforderungen, weil es extrem gut haftet – auch an allen Bauteilen der Mischanlage, der Lkw und der Maschinen. Die Erfahrung zeigt, dass die effektive Leistung der Mischanlagen bei der Produktion von ZWOPA-Mischgut nur etwa halb so hoch ist wie die Leistung bei der Herstellung herkömmlicher Mischgüter.

Gezielte Verdichtung mit Tandemwalzen HD 10 und HD 12 von Hamm

Für die Verdichtung war ebenfalls Prozess-Know-how gefragt. Denn nur mit einer gezielten Verdichtung kann der so wichtige Hohlraumgehalt von 22 Vol.-% sichergestellt werden. Deshalb setzte die Firma Leitenmaier aus dem schwäbischen Ziemetshausen für die Hauptarbeit bei der Verdichtung der ZWOPA-Schichten in ihrem Bauabschnitt kleine Tandemwalzen von Hamm, Typ HD 10 bzw. HD 12 mit einer Arbeitsbreite von 1-1,2 m ein. Weil die Arbeitsbreiten der kleinen, nur 2,5 t „leichten“ Maschinen relativ gering sind im Vergleich zur 18-22 m breiten Fahrbahn, waren bis zu vier Walzen gleichzeitig im Einsatz, um den Asphalt zielsicher und zügig zu verdichten.

Die untere ZWOPA-Schicht wurde von den kleinen Walzen in 3-4 Übergängen statisch verdichtet. Danach bügelte eine ca. 8 t schwere Walze die untere Schicht bei statischer Verdichtung lediglich noch glatt. Auf der oberen ZWOPA-Schicht haben die kleinen Walzen zunächst mit leichter Vibration gearbeitet und die weiteren Übergänge statisch gefahren. Und auch diese Schicht wurde von der 8 t-Walze lediglich abschließend statisch verdichtet und geglättet.

Mit diesem Verfahren wurde der große Hohlraumgehalt erhalten und die Kornzertrümmerung vermieden. Jede der kleinen Walzen (Arbeitsbreite 1,0 m bzw. 1,20 m) musste den Belag auf einer Breite von etwa 5 m verdichten. Ständiges Rangieren war gefragt. Da kam den Baumaschinen ihre hydrostatische Knick-Pendellenkung zu gute, die verantwortlich ist für die enorme Wendigkeit der kleinen Hamm-Walzen. Die kontinuierliche Überprüfung der Qualität der beiden ZWOPA-Schichten zeigte, dass die kleinen Walzen auf der A 9 einen „großen Job“ vollbracht haben.

Kostenneutral im Vergleich zum Einbau von Splittmastixasphalt

Der ZWOPA bietet noch eine Menge an weiteren interessanten Aspekten. Einer davon sei hier noch kurz betrachtet: die Kosten. Im Vergleich zum Einbau von Splittmastixasphalt ergibt eine erste Betrachtung, dass der ZWOPA teurer ist. Das liegt am aufwendigen Arbeitsprozess und den hochwertigen Baustoffen. Addiert man aber zu den Kosten für den Einbau selber die Aufwendungen für Lärmschutzwände und -wälle oder Tunnel, ergibt sich, dass der ZWOPA im Hinblick auf die Kosten mit dem bisher üblichen Verfahren absolut konkurrieren kann und die Bauzeiten gleichzeitig verkürzt werden.