Veränderung des Schallabsorptionsverhaltens von offenporigen Asphalten durch Verschmutzung

In einer weitgehend technisierten Welt ist Lärm ein allgegenwärtiges Problem. Die industrielle
Entwicklung seit dem 19. Jahrhundert sowie die fortschreitende Motorisierung breiter Schichten im
20. Jahrhundert hat dazu geführt, dass Lärm in seiner Definition als unerwünschter Schall ein
Phänomen darstellt, dem viele Menschen ausgesetzt sind. Durch die Siedlungsentwicklung und
den Neu- und Ausbau von Straßen hat diese Problematik vor allem im Hinblick auf den
Straßenverkehr stetig zugenommen. Mit technischen Innovationen wird versucht, dem Lärm zu
begegnen und ihn, wenn er nicht zu verhindern ist, zu reduzieren.
Die Lärmreduktion kann am Immissionsort (Mensch, Wohnung), auf dem Ausbreitungsweg
(bauliche Schall-„Hindernisse“) oder an der Quelle angesetzt werden, wobei letzteres die
effektivste Möglichkeit darstellt, da von diesen aktiven Lärmschutzmaßnahmen in größeren
Umfeldbereichen eine wesentliche Lärmreduzierung zu erwarten ist. Der Straßenverkehrslärm
stellt die bedeutendste Lärmquelle dar, von der die meisten Menschen betroffen sind. Bei der
Minderung von Antriebsgeräuschen von Kraftfahrzeugen sind durch Bemühungen in der
Vergangenheit schon beachtliche Erfolge erzielt worden; auch die Reifen als Ursache für die
Geräuschentstehung werden zunehmend akustischen Optimierungsprozessen unterworfen.
Ebenso sind die Fahrbahnen bzw. Straßenoberflächen Gegenstand von Untersuchungen zur
möglichen Lärmminderung. Die gezielte Veränderung von Textur und Hohlraumgehalt unter
Berücksichtigung bautechnischer Anforderungen wie Standfestigkeit und Dauerhaftigkeit sind die
am häufigsten beschrittenen Lösungsansätze.
Offenporige Asphalte, die durch einen hohen Hohlraumgehalt (unter anderem) als poröse
Schallabsorber wirken, können die größten Pegelminderungen erzielen. Ihr weit verbreiteter
Einsatz wird jedoch (noch) durch hohe Anforderungen an Materialien, bautechnische Ausführung
sowie Betriebsdienst und damit einhergehender Nachteile bei den Investitions- und Folgekosten
gehemmt. Ein weiteres Problem ist die mangelnde akustische Dauerhaftigkeit, d.h. die
nachlassende lärmmindernde Wirkung, die zu großen Teilen auf den Eintrag von Schmutzpartikeln
in die offenporige Struktur zurückgeführt wird.
Die Kenntnis der dabei ablaufenden Verschmutzungsmechanismen ist die Voraussetzung zur
Entwicklung von Lösungsansätzen, wie der Verschmutzung entgegengewirkt werden kann. In
dieser Arbeit werden die Auswirkungen der Verschmutzung auf das Schallabsorptionsverhalten
von offenporigen Asphalten durch Laborversuche und begleitende Messungen quantifiziert. Es
werden typische Verläufe von Absorberparametern (Porosität, Strömungswiderstand,
Strukturfaktor, Tortuosität) in Abhängigkeit von Mischgutsorte, Schichtaufbau und eingetragener
Schmutzmenge ermittelt. Diese dienen als Grundlage bzw. Eingangsparameter für
unterschiedliche akustische Absorbermodelle, die in dieser Arbeit behandelt und auf ihre Eignung
und Genauigkeit hinsichtlich der Auswirkungen auf das akustische Verhalten (Schallabsorption) in
Folge des Verschmutzungsprozesses von offenporigen Asphaltdecken untersucht werden sollen.