Joint systems in concrete pavements – visual assessment of functional capability in situ

Dipl.-Ing. A. Spilker; Dr.-Ing. M. Wieland, Bergisch Gladbach

Aus den Anforderungen des aktuellen technischen Regelwerks lässt sich die dauerhafte Dichtigkeit über den gesamten Lebenszyklus einer Betondecke als wichtige Performance-Eigenschaft von Fugensystemen ableiten. Zum jetzigen Zeitpunkt stehen jedoch keine normierten Prüf- und Bewertungsverfahren zur Verfügung. Darüber hinaus fehlen performanceorientierte Parameter, die steuerbare Zielvorgaben für die Planung, Forschung und Entwicklung ermöglichen und zudem eine Zustandsbewertung und Beurteilung der Restnutzungsdauer in der Praxis erlauben. In diesem Beitrag wird ein möglicher Lösungsansatz für eine performanceorientierte Bewertung der Funktionsfähigkeit von Fugensystemen in situ vorgestellt. Dieser beinhaltet u. a. die erstmalige Definition visueller, gebrauchsbezogener Bewertungskriterien. Insgesamt lässt sich der entwickelte und auf BAB erprobte Ansatz als geeignet einstufen, um eine Entscheidungsgrundlage bezüglich der Notwendigkeit von Erhaltungsmaßnahmen zu ermitteln. Hierbei kann die Ausfallrate als entscheidender Performance-Indikator angesehen werden.

The durable impermeability over the entire life cycle of a concrete pavement can be derived from the requirements of the current technical regulations as an important performance property of joint systems. At this point in time, however, there are no standardized test and evaluation methods available. In addition, there is a lack of performance-oriented parameters that enable controllable targets for planning, research and development and also allow a condition assessment and estimation of the residual service life in practice. In this contribution, a potential approach for a performance-oriented assessment of the functional capability of joint systems in situ is presented. This includes, among other things, the first-time definition of visual, use-related evaluation criteria. Overall, the approach that has been developed and tested on German motorways can be classified as a suitable basis for decision-making for systematic maintenance planning. Here, the failure rate can be viewed as a key performance indicator.

Practical implementation of the Workplace rule ASR A5.2

Dr.-Ing. M. Zimmermann, Karlsruhe

Die Richtlinien für die Sicherung von Arbeitsstellen an Straßen (RSA 95) regeln die verkehrliche Sicherung von Arbeitsstellen und entsprechende verkehrsrechtliche Maßnahmen auf Grundlage der Straßenverkehrs-Ordnung (StVO). Maßnahmen zum Schutz der Beschäftigten, welche die Arbeiten an den Arbeitsstellen durchführen, gehören nicht zum Regelungsumfang der RSA. Wesentliches Ziel der daher von einem Arbeitskreis des Arbeitsstättenausschusses (ASTA) des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales (BMAS) entwickelten und im Dezember 2018 veröffentlichten ASR A5.2 ist es, den Beschäftigten zum fließenden Verkehr bei den durchzuführenden Arbeiten einen ausreichenden Sicherheitsabstand zu den äußeren Begrenzungen der vorbeifahrenden Fahrzeuge (inkl. Spiegel, Ladung etc.) zu gewährleisten und im Grenzbereich zum vorbeifließenden Verkehr eine den Körperabmessungen des arbeitenden Menschen entsprechende freie Bewegungsfläche zur Verfügung zu stellen. Um eine einvernehmliche Veröffentlichung im gemeinsamen Ministerialblatt der Bundesregierung zu erreichen, wurde letztendlich auf Anregung der Verkehrsministerkonferenz (VMK) und der entsprechenden Konferenz der Arbeits- und Sozialminister eine gemeinsame Arbeitsgruppe ins Leben gerufen, die eine Handlungshilfe für relevante diskutierte Situationen entwickeln sollte. In einem Forschungsvorhaben des BMVI wurden am ISE die im Entwurf von 2017 vorliegende Handlungshilfe weiterentwickelt und im daraus hervorgegangenen Entwurf (Juni 2019) neben Konkretisierungen mit Verkehrsführungstypen auch besondere Fragestellungen des Straßenbetriebsdienstes aufgegriffen. Ein wesentlicher Aspekt hierbei ist die Abgrenzung von Tätigkeiten im Schutz von Arbeitsstellen kürzerer Dauer (AkD) gemäß RSA und Aufgaben z. B. im Zuge der Streckenkontrolle, was ihre Bewertung hinsichtlich der ASR A5.2 betrifft. (Aktueller Nachtrag: Seit Mitte Juli 2020 ist die abgestimmte Schlussfassung der Handlungshilfe auf den Seiten der Bundesanstalt für Straßenwesen abrufbar, in die die Stellungnahmen der Bundesländer und jene aus dem Arbeitsschutz eingeflossen sind.) Darüber hinaus gibt es unterhalb des FGSV-Arbeitsausschusses Straßenbetriebsdienst einen Arbeitskreis „Straßenbetriebsdienst auf minderbreiten Straßenquerschnitten“ (AK 3.11.3), der unter der Leitung des Autors u. a. auf der Basis von Erkenntnissen eines Forschungsvorhabens Möglichkeiten in einem Hinweispapier aufzeigt, die vor allem die Arbeitsweisen des Betriebsdienstes und seine technische Ausstattung einbeziehen. Nach Veröffentlichung der Handlungshilfe Mitte 2020 wird aktuell im Arbeitskreis geprüft, inwieweit ergänzende Hinweise erforderlich sind.

The guidelines for the safety of workplaces on roads (RSA 95) regulate the traffic safety of workplaces and corresponding traffic law measures on the basis of the Road Traffic Regulations (StVO). Measures to protect employees who carry out work at the workplaces are not part of the scope of regulations of the RSA. The main objective of ASR A5.2, which was therefore developed by a working group of the Arbeitsstättenausschuss (ASTA) of the Federal Ministry of Labour and Social Affairs (BMAS) and published in December 2018, is to ensure that employees have a sufficient safety distance from the external boundaries of passing vehicles (including mirrors, cargo, etc.) during the work to be carried out and to provide a free area for movement corresponding to the body dimensions of the working person in the border area of passing traffic. In order to achieve a consensual publication in the Joint Ministerial Gazette of the Federal Government, at the suggestion of the Conference of Transport Ministers (VMK) and the corresponding Conference of Ministers of Labour and Social Affairs, a joint working group was finally set up to develop an aid to action for relevant discussed situations. In a research project of the BMVI, the ISE further developed the action aid in the draft of 2017 and, in the resulting draft (June 2019), addressed not only concretizations with traffic guidance types but also special questions of road maintenance service. An essential aspect here is the delimitation of activities in the protection of AkD according to RSA and tasks, e. g. in the course of route control, with regard to their evaluation with regard to ASR A5.2. (Current supplement: Since July 2020, the coordinated final version of the action aid is available on the website of the Federal Highway Research Institute, in which the comments of the federal states and from the occupational health and safety department have been incorporated.) In addition, there is a working group “Road maintenance service on minor road cross sections” (AK 3.11.3) below the FGSV working committee Road maintenance service, which under the leadership of the author, among other things on the basis of the findings of a research project, points out possibilities in a reference paper which above all include the working methods of the maintenance service and its technical equipment. After publication of the action aid in mid-2020, the working group is currently examining the extent to which additional information is required.

Noise abatement in the German state of North Rhine-Westphalia: the challenge posed by conurbations

Dipl.-Ing. S. Ehlert, Gelsenkirchen

Schutz vor Lärm aus Straßenverkehr ist seit vielen Jahren ein unverzichtbarer Bestandteil des Umweltschutzes. Der Lärmschutz gewinnt umso mehr an Bedeutung, wenn die steigenden Verkehrsbelastungen, insbesondere die des Schwerverkehrs, in den Fokus genommen werden. Aufgrund vieler komplexer Randbedingungen stellt das Thema Lärmschutz in den nordrhein-westfälischen Metropolregionen (Ballungsräumen) wie dem Ruhrgebiet und dem Rheinland eine ganz besondere Herausforderung dar. Die „Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen, Ausgabe 1990“ wurden überarbeitet und sollen in absehbarer Zeit als „Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen, Ausgabe 2019 – RLS-19“ Rechtsverbindlichkeit erlangen. Mit den RLS-19 wird u. a. eine neue Systematik für Korrekturwerte von Straßendeckschichten eingeführt. Korrekturwerte werden erstmals auch für Lkw und einen niedrigen Geschwindigkeitsbereich verbindlich anwendbar sein. Die Anzahl an Straßendeckschichttypen, denen offizielle Korrekturwerte zugeordnet sind, hat sich vergrößert. Der Fachbeitrag liefert eine Übersicht über die Grundlagen des Lärmschutzes und die Möglichkeiten der Lärmschutzmaßnahmen. Hierbei wird der Fokus auf lärmmindernde Straßendeckschichten gelegt und verdeutlicht, dass die Straßenbautechnik einen wichtigen Beitrag zum Lärmschutz leistet. In den vergangenen Jahren sind Erfahrungen mit verschiedenen lärmarmen Deckschichtbauweisen in Kombination mit verschiedenen Bauverfahren und -abläufen gesammelt worden.

For many years now, protection against road noise (noise abatement) has been an integral part of environmental protection. Noise abatement becomes all the more important as more attention is paid to the rise in traffic – and in particular heavy traffic. In view of the wide range of complex factors involved, noise abatement in the conurbations of the state of North Rhine-Westphalia (such as the Ruhr and Rhineland regions) poses a very specific challenge. The 'Guidelines for Noise Abatement on Roads 1990' have been revised and updated and are due to come into force in the near future. They will be published as 'Guidelines for Noise Abatement on Roads 2019 – RLS 19'. RLS-19 will introduce a new system of correction values for wearing courses. For the first time, correction values will also be bindingly applicable for trucks and a low speed range. The number of wearing course types to which official correction values have been allocated has increased. This paper provides an overview of the fundamental principles of noise abatement and the opportunities for noise abatement measures. The main focus will be on noise-reducing wearing courses and will highlight the important role played by road engineering in the abatement of noise. In recent years, experience with a variety of low-noise wearing courses in conjunction with various
construction methods and procedures has been gained.

Acoustic effi ciency of noise barrier tops: comparison of free fi eld and model measurements with FE simulations

Dr. rer. nat. F. Strigari; Dipl.-Phys., Dr.-Ing. W. Bartolomaeus; J. Sammet, Bergisch Gladbach

Lärmschutzwandaufsätze bieten eine einfache Möglichkeit zur Verbesserung der akustischen Wirksamkeit von Lärmschutzwänden. Hierbei ergibt sich zum einen eine höhere Pegelminderung aufgrund der Erhöhung der Wand, zum anderen lassen sich durch spezielle Geometrien oder absorbierende Materialien zusätzliche Einfügedämpfungen generieren. Am Beispiel eines Lärmspoilers aus Flüsterschaum wurde die durch den Aufsatz erzeugte Pegelminderung untersucht und einer äquivalenten Wanderhöhung gegenübergestellt. Hierfür wurde auf Modellmessungen, Freifeldmessungen sowie auf numerische Simulationen der Schallausbreitung über die Aufsatzelemente zurückgegriffen. Hinsichtlich der akustischen Wirksamkeit zeigt sich, dass die betrachteten Lärmschutzwandaufsätze im Vergleich zu einer Erhöhung der Wand keinen signifikanten akustischen Mehrwert besitzen. Alle Messungen liefern bei normgerechtem Vorgehen eine akustische Wirksamkeit von unter 1 dB. Verglichen mit der (niedrigeren) Wand ohne Aufsatz führt die Installation der Lärmspoiler zu Pegelminderungen von ca. 3 bis 4 dB. Die numerischen Simulationen bestätigen die Messergebnisse im Wesentlichen. In weiterführenden Vergleichen lassen sich zudem die verschiedenen Einflüsse auf die Schallausbreitung separieren. Die Modifizierung der Beugungskante birgt prinzipiell Potenzial für einen zusätzlichen Minderungseffekt, und die methodenübergreifende Analyse erlaubt eine gute Einschätzung der akustischen Wirksamkeit. Zukünftig kann dies bei der Optimierung und praktischen Umsetzung derartiger Aufsätze helfen.

Noise barrier tops offer an easy possibility to improve the acoustic efficiency of existing barriers. Using such elements leads to an additional sound level reduction on the one hand due to the new height of the barrier, on the other hand special geometries, periodic structures or absorbing materials allow generating enhanced insertion losses. In the framework of this study the level reduction induced by a so-called “noise spoiler” made of synthetic foam is determined and compared to the effect obtained by simply increasing the barrier height accordingly. The study comprises model measurements, free field measurements and FE (Finite Element) simulations of the sound propagation across the modified edge. Regarding the acoustic efficiency it is shown that the noise barrier tops have no significant acoustic benefit compared to an equivalent increase of the barrier height. All measurements according to the standards yield an acoustic efficiency below 1 dB. In comparison to a (lower) barrier without top, the installation of the noise spoiler leads to a sound level decrease of about 3 to 4 dB. The numeric simulations essentially confirm the measurement results. Further analyses allow to separate the different influences on the sound propagation. The modification of the diffraction edge of the barrier in principle involves the potential for an additional sound level reduction and the multi-methodological evaluation makes it possible to obtain a good estimate of the acoustic efficiency. This knowledge about the quality and transferability of numeric simulations will serve as valuable input for future optimization and realization processes.