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Auswirkungen von Beschädigungen auf die akustische Wirksamkeit von Lärmschutzwänden

Die Errichtung von Lärmschutzwänden ist eine bewährte Maßnahme, um schutzwürdige Gebiete vor unerwünschter Schallbelästigung zu schützen. Beschädigungen der Lärmschutzwände können allerdings deren Wirksamkeit beeinträchtigen. Auf Veranlassung der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurde nun der Einfluss verschiedener Schadensbilder und deren Auswirkung auf die akustischen Eigenschaften der Lärmschutzwände untersucht. Der in diesem Rahmen erarbeitete Schadenskatalog ermöglicht künftig eine zuverlässige Bewertung aufgetretener Beschädigungen. Die Entscheidung, welche Reparaturmaßnahmen priorisiert werden sollten, wird vereinfacht.

Das Bild zeigt eine beschädigte Lärmschutzwand Derart beschädigte Lärmschutzwände bieten nur noch ungenügenden Schallschutz (Bild: Gesellschaft für Akustikforschung Dresden mbH)

Aufgabenstellung

Im Auftrag der BASt untersuchte die Gesellschaft für Akustikforschung Dresden mbH, unter welchen Bedingungen die akustische Wirksamkeit des Schallschirms beeinträchtigt wird. Außerdem sollte ein Katalog erarbeitet werden, der den Einfluss spezifischer Schäden auf die Reduzierung der Schalldämmung und Schallabsorption konkret benennt. Auf dieser Grundlage können künftig gezielte und kosteneffiziente Maßnahmen ergriffen werden, um den Schallschutz dauerhaft zu gewährleisten.

Untersuchungsmethode

Im Rahmen einer grundlegenden Literaturrecherche wurden die bisherigen Erkenntnisse zu den Auswirkungen von Bau- und Alterungsschäden auf die akustische Wirksamkeit von Lärmschutzwänden gesammelt und ausgewertet. Nach einer umfangreichen Analyse von real auftretenden Schäden erfolgte eine Klassifizierung der Schadenstypen. Anhand eines erweiterten Modells zur Beschreibung der Schäden wurden daraufhin Schallfeldsimulationen und Ausbreitungsrechnungen durchgeführt. Die Ergebnisse wurden mit Test-Lärmschutzwänden verifiziert. In-situ-Messungen der Schalldämmung und Schallabsorption an realen, beschädigten Lärmschutzwänden bestätigten das entwickelte Berechnungsmodell.

Ergebnisse

Das entwickelte Berechnungsmodell ermöglicht es, den Einfluss einer Leckage auf die Einfügungsdämmung der Lärmschutzwand zu bestimmen. Als Eingangsgrößen werden Ausdehnung und Transmissionsgrad der Leckage herangezogen. Mit dem Kriterium des pegelerhöhenden Einflussradius kann die Ausdehnung des beeinflussten Bereichs hinter der Lärmschutzwand ermittelt werden. Die Größe des kreisförmigen Einflussbereichs hängt maßgeblich von drei Faktoren ab: Je höher die Lärmschutzwand ist, je näher sich die Leckage am Boden befindet und je größer die Wirkfläche der Leckage ist, umso größer ist der Radius. Mithilfe des Modells der Schadensbildanalyse kann der spektrale Transmissionsgrad runder und schlitzförmiger Leckagen zuverlässig eingeschätzt werden. Als Parameter zur Bestimmung des Einflussbereichs dient bei runden Leckagen die aus Transmissionsgrad und Fläche errechnete Wirkfläche. Die Messergebnisse der mit einem In-situ-Verfahren untersuchten Leckagen zeigten eine gute Übereinstimmung mit den Berechnungsergebnissen.

Folgerungen

Der im Rahmen der Untersuchung erstellte Schadenskatalog ermöglicht künftig, Beschädigungen an Lärmschutzwänden zu bewerten. Mögliche Auswirkungen auf nahegelegene Immissionsorte lassen sich so zuverlässig einordnen. Auf dieser Grundlage können dann Entscheidungen getroffen werden, welche Reparaturmaßnahmen priorisiert werden sollten.

Forschung kompakt als Download: 08/2019

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