Lärmmindernder Asphalt und Faserbewehrung: Was sagen die Messungen?

Lärmmindernder Asphalt — wie offenporiger Asphalt (in den Niederlanden ZOAB) und dünne lärmmindernde Deckschichten — verdankt seine Wirkung einer offenen Porenstruktur, die Reifengeräusche absorbiert. Faserbewehrung greift diese Struktur nicht an: CPX-Messungen auf der A73 zeigten maximal 0,4 dB(A) Unterschied zwischen Aramidfasermischungen und der PMB-Referenz — vernachlässigbar klein und für Verkehrsteilnehmer nicht hörbar.

Was ist lärmmindernder Asphalt?

Lärmmindernder oder leiser Asphalt (umgangssprachlich auch Flüsterasphalt) ist ein Sammelbegriff für Asphaltmischungen, die das Kontaktgeräusch zwischen Reifen und Fahrbahn dämpfen. In den Niederlanden sind drei Familien gebräuchlich:

• ZOAB (sehr offenporiger Asphaltbeton) — circa 20 % Hohlraumgehalt; Standard auf niederländischen Autobahnen; circa 2 bis 3 dB(A) leiser als dichter Asphaltbeton (DAB).

• Zweilagiger ZOAB (2L-ZOAB/2L-PA) — eine feine Deckschicht auf einer gröberen Unterlage; circa 4 bis 6 dB(A) Reduktion gegenüber DAB.

• Dünne lärmmindernde Deckschichten — halboffene Mischungen von 2 bis 3 cm Dicke, vor allem auf Provinz- und Gemeindestraßen; indikativ 2 bis 4 dB(A) Reduktion.

Zur Einordnung: Eine Reduktion von 3 dB(A) entspricht akustisch einer Halbierung der Schallenergie — vergleichbar mit dem Effekt einer Halbierung der Verkehrsstärke. Für Straßenbetreiber, die Lärmobergrenzen einhalten müssen, ist die Wahl des Fahrbahnbelags damit einer der wirksamsten Hebel.

Warum die Porenstruktur entscheidend ist

Die Lärmminderung eines offenporigen Belags beruht auf zwei Mechanismen. Erstens absorbieren die untereinander verbundenen Hohlräume einen Teil des Rollgeräuschs. Zweitens verhindern sie den sogenannten Air-Pumping-Effekt: Bei einem dichten Belag wird Luft im Reifenprofil komprimiert und mit einem Plopp wieder freigegeben, bei einem offenporigen Belag kann diese Luft in die Poren entweichen. Beide Effekte stehen und fallen mit einer intakten, offenen Porenstruktur — einer Struktur, die auch nach Jahren der Verkehrsbelastung erhalten bleiben muss.

Greift Faserbewehrung die Porenstruktur an?

Das ist die Kernfrage für alle, die lärmmindernden Asphalt verstärken wollen: Würden Fasern den Hohlraum zusetzen, ginge das sowohl zulasten der Wasserableitung als auch der Lärmminderung. Die europäische FIBRA-Untersuchung zu faserbewehrtem Asphalt zeigt, dass dies nicht geschieht. Die faserbewehrten ZOAB-Mischungen auf der A73 behielten eine offene Struktur und einen Hohlraumgehalt, der mit dem regulärer Mischungen vergleichbar ist, und alle Abschnitte erfüllten die niederländische Anforderung an die Wasserableitung (Becker-Test) mit deutlichem Abstand.

Das ist durch die Dosierung erklärbar: Aramidfasern werden in einer Größenordnung von ~0,05 % des Mischgutgewichts zugegeben — circa 500 Gramm pro Tonne Asphalt, abhängig von Mischung und Anwendung. Die dünnen Fasern verteilen sich im Bitumenmörtel um das Gesteinsgerüst und lassen die Hohlräume zwischen den Steinen intakt. Die Fasern verstärken also den Mörtel, nicht die Poren.

Wie funktioniert eine CPX-Messung auf einer Fahrbahn?

Die akustische Leistung eines Fahrbahnbelags wird in den Niederlanden üblicherweise mit der Close-Proximity-Methode (CPX) gemessen, genormt in ISO 11819-2. Dabei fährt ein Messfahrzeug oder -anhänger mit standardisierten Reifen und einer festen Referenzgeschwindigkeit — auf Autobahnen in der Regel 80 oder 100 km/h — über die Fahrbahn, während Mikrofone in circa 20 Zentimetern Abstand zur Lauffläche das Reifen-Fahrbahn-Geräusch aufzeichnen. Weil die Mikrofone dicht an der Quelle sitzen, misst CPX fast ausschließlich das Rollgeräusch — Motorgeräusch und Umgebungslärm spielen kaum eine Rolle.

Das Ergebnis ist ein Geräuschpegel in dB(A) je Straßenabschnitt, meist berichtet für leichte Fahrzeuge (CPXP) bei einer Referenzgeschwindigkeit. So lassen sich verschiedene Mischungen und Abschnitte objektiv miteinander vergleichen, und ein Betreiber kann die Alterung eines lärmmindernden Belags über die Jahre verfolgen.

CPX-Ergebnisse der A73: Fasern versus PMB

Im Rahmen des FIBRA-Projekts legten BAM und Rijkswaterstaat 2020 auf der A73 bei Roermond eine Versuchsstrecke mit vier Varianten derselben zweilagigen ZOAB-Deckschicht (2L-PA 8) an: eine Referenz mit polymermodifiziertem Bitumen (PMB), eine Referenz mit Straßenbaubitumen und Zellulosefaser, eine Mischung mit PAN-Faser und eine Mischung mit Aramidfaser (Twaron, 0,05 %). Zwölf Wochen nach dem Einbau wurde die akustische Leistung aller Abschnitte mit der CPX-Methode gemessen. Den vollständigen Untersuchungsaufbau lesen Sie in der Praxisstudie A73 mit allen FIBRA-Ergebnissen.

Die CPXP-Werte für leichte Fahrzeuge auf dem rechten Fahrstreifen:

• Referenz mit PMB — 92,8 dB(A)

• Referenz mit Zellulosefaser — 92,9 dB(A)

• Aramidfaser — 92,5 dB(A)

Auf dem linken Fahrstreifen lagen die Pegel durchgängig circa 1,2 dB(A) niedriger — um 91,3 dB(A) sowohl für die PMB-Referenz als auch für die Aramidmischung. Dieser Unterschied zwischen den Fahrstreifen hängt mit dem intensiveren (Schwer-)Verkehr auf dem rechten Fahrstreifen zusammen, der die Bitumenhaut auf der Gesteinsoberfläche schneller abschleift — ein Effekt, der unabhängig vom gewählten Bewehrungstyp ist. Auch der PAN-Faser-Abschnitt wich nicht nennenswert von den Referenzen ab.

Was bedeuten diese Zahlen?

Der maximale Unterschied zwischen der Aramidmischung und der PMB-Referenz beträgt 0,3 bis 0,4 dB(A) — zugunsten der Faservariante, aber so klein, dass er innerhalb der Messunsicherheit der CPX-Methode liegt. Zum Vergleich: Ein Unterschied von 1 dB(A) ist für das menschliche Ohr kaum wahrnehmbar. Die Schlussfolgerung der Untersuchung ist entsprechend klar: Faserbewehrung hat keinen negativen Effekt auf die akustische Leistung eines ZOAB-Belags. Wer sich für Aramidfasern entscheidet, die die Porenstruktur intakt lassen, büßt nichts von der Lärmminderung ein, für die die Mischung entworfen wurde.

Erhalt der akustischen Leistung über die Lebensdauer

Ein lärmmindernder Belag ist direkt nach dem Einbau am leisesten. Danach lässt die Leistung allmählich nach: Poren setzen sich mit Schmutz und Abrieb zu, und der Bitumenmörtel altert, verhärtet und verliert Körner an der Oberfläche (Kornausbruch). Genau an diesem Alterungsmechanismus setzen Fasern an: Sie halten den Mörtel im Gesteinsgerüst länger flexibel und zusammenhängend, sodass Kornausbruch später auftritt.

Die Erwartung aus der FIBRA-Untersuchung ist deshalb, dass faserbewehrte Mischungen ihre akustische Leistung über einen längeren Zeitraum besser erhalten als unverstärkte Mischungen — auch wenn dieser Effekt erst nach Jahren vollständig messbar ist. Die A73-Abschnitte werden dafür langjährig verfolgt, mit geplanten Inspektionen in Jahr 2 und Jahr 5, zusätzlich zum regulären Monitoringprogramm von Rijkswaterstaat. Mehr dazu, wie Fasern den Mörtel schützen, lesen Sie in der Übersicht der Themenseite faserbewehrter Asphalt.

Was bedeutet das für Projekte mit Lärmauflagen?

Entlang niederländischer Autobahnen gelten seit 2012 gesetzliche Lärmproduktionsobergrenzen, und Gemeinden und Provinzen rechnen den Belagstyp über einen Fahrbahnkorrekturwert in ihre Lärmmodelle und Lärmaktionspläne ein. In all diesen Rahmen zählt die Wahl der Deckschicht also direkt für den genehmigungsfähigen Lärmspielraum einer Straße.

Für Straßenbetreiber, die mit diesen Lärmauflagen arbeiten — etwa entlang von Wohngebieten oder im Zuständigkeitsbereich von Rijkswaterstaat —, lautet die praktische Schlussfolgerung: Die Wahl von Faserbewehrung statt PMB ist kein Zugeständnis bei der akustischen Leistung. Beide Wege liefern einen vergleichbar leisen Belag, während die Faservariante nachweisbare Zusatzvorteile hat. Die Aramidmischung auf der A73 wurde bei circa 165 °C produziert gegenüber circa 181 °C für die PMB-Referenz und schnitt auf Cradle-to-Gate-Ebene beim Umweltkostenindikator (MKI) mehr als 10 % besser ab. Die vollständige Abwägung zwischen beiden Wegen steht im Vergleich Aramidfasern versus PMB.

Für Ausschreibungen, in denen sowohl Lärm als auch MKI in die EMVI-Bewertung einfließen, punktet faserbewehrter lärmmindernder Asphalt also doppelt: gleichwertige Akustik und ein besserer Umweltwert.

Faserbewehrten leisen Asphalt anwenden

Möchten Sie Faserbewehrung in lärmminderndem ZOAB oder einer dünnen lärmarmen Deckschicht einsetzen? AsphaltX-Aramidfasern basieren auf derselben Twaron-Technologie wie die Fasern aus der FIBRA-Untersuchung und werden mit 2.000 Filamenten pro Strang gleichmäßig im Mischgut verteilt — ohne Anpassungen am Asphaltmischwerk oder am Einbaugerät. Auf der N337 zwischen Zwolle und Deventer wurde dieser Ansatz in der niederländischen Praxis auf einer Provinzstraße umgesetzt.

Sind Sie unsicher, welcher Ansatz zu Ihrem Mischgutentwurf und Ihrer Lärmauflage passt? Unsere Spezialisten rechnen kostenlos mit — mit einem projektspezifischen Angebot.