Udvikling af støjreducerende vejbelægninger

Transkript

1 Udvikling af støjreducerende vejbelægninger til bygader Statusrapport efter 3 års målinger Rapport Hans Bendtsen Lars Ellebjerg Larsen Poul Greibe

2

3 Udvikling af støjreducerende vejbelægninger til bygader Statusrapport efter 3 års målinger Rapport Hans Bendtsen Lars Ellebjerg Larsen Poul Greibe

4 Udvikling af støjreducerende vejbelægninger til bygader Statusrapport efter 3 års målinger Rapport Af Hans Bendtsen Lars Ellebjerg Larsen Poul Greibe Redaktør: Foto: Grafik: Layout: Hans Bendtsen Hans Bendtsen Lars Ellebjerg Larsen Poul Greibe Vejteknisk Institut/Vejdirektoratet Vej og Park, Københavns Kommune Hans Bendtsen Lone Sørensen Tryk: Herrmann & Fischer Oplag: 850 Copyright: Eftertryk tilladt med kildeangivelse Udgivet af: Danmarks TransportForskning Knuth Winterfeldts Allé, Bygning 116 Vest 2800 Kgs. Lyngby Telefon: Fax: dtf@dtf.dk Internet: Rekvireres hos: IT- og Telestyrelsen Danmark.dk's netboghandel Tlf.: Pris: kr. 50,00 incl. moms ISSN: (trykt udgave) (elektronisk udgave) ISBN: (trykt udgave) (elektronisk udgave)

5 ITRD Information Titles: Udvikling af støjreducerende vejbelægninger til bygader / Development of noise reducing pavements for urban roads Language: Danish with English summary Authors: Hans Bendtsen, Lars Ellebjerg Larsen and Poul Greibe Subject Classification: Environment 15 Properties of Road Surfaces 23 Keywords: Noise 2492 Porous pavements 5938 Permeability 5921 Texture 3053 Durability 5910 Environment 2455 Research Project 8557 Economics 0165 Abstract: Noise from the tire/road interaction is one of the two dominant sources of road traffic noise. The other source is engine noise. A research project was started in Denmark in 1999, with the purpose of developing noise reducing road surfaces for urban roads with speeds around 50 km/h. 3 test sections with two-layer fine grade porous drainage pavements and a reference section have been constructed on an urban road. The pavements are cleaned twice a year by high-pressure water spraying and sucking. Some hypotheses on noise reduction, durability and traffic safety have been defined. A multi-disciplinary research group has established a comprehensive measurement program to test these hypotheses. This program includes acoustics (passby noise, road surface sound absorption, and noise inside vehicles), permeability, surface texture using laser, study of plane and thin sections from drill cores, friction, traffic safety, social surveys of annoyance and economic evaluation. The measurements are repeated every year. The goal is to continue in the whole lifetime of the pavements. The latest results after 3 years of measurements are presented and discussed. ISSN: (Printed version) (Electronic version) ISBN: (Printed version) (Electronic version)

6 Forord Støjproblemerne fra vejtrafik er primært koncentreret i byerne. Der er derfor et stort behov for at udvikle og teste metoder, der kan anvendes til at reducere støjen på bygader. Det bør være metoder der er effektive over lang tid og som har en så lav økonomisk omkostning som muligt i forhold til den opnåede støjdæmpning. I slutningen 1998 blev der igangsat et tværfagligt forskningsprojekt, hvor formålet var at udvikle og teste støjreducerende vejbelægninger til bygader. Nogle forsøgsstrækninger blev etableret i 1999 og der er siden årligt foretaget målinger af støj og vejbelægningernes tilstand mv. I denne rapport beskrives projektets baggrund og arbejdshypoteser, den akustiske optimering af forsøgsbelægningerne samt resultaterne fra de første tre års målinger. Trafikministeriet (blandt andet Trafikpulje 1998) samt de deltagende organisationer har finansieret projektet. Københavns Kommune har ligeledes bidraget med en forsøgsstrækning. I starten havde Vejdirektoratets Sikkerheds- og Miljøafdeling projektledelsen. Denne afdeling blev 1. august 2000 overflyttet til det nyoprettede Danmarks TransportForskning (DTF). Hermed blev projektledelsen ligeledes flyttet til DTF s Forskningsområde vedrørende Infrastruktur Transportsikkerhed, Design og Miljø. Asfaltindustrien, sammenslutningen af danske asfaltproducenter, blev inviteret til at deltage i projektet. Asfaltindustrien har valgt at lade sig repræsentere af teknologichef Jørn Bank Andersen fra NCC Danmark A/S. Projektet gennemføres af en tværfaglig projektgruppe med følgende medlemmer: Jørgen Kragh - Delta Akustik og Vibration, Jørn Raaberg - Vejteknisk Institut/Vejdirektoratet, Bjarne Schmidt - Vejteknisk Institut/Vejdirektoratet, Hugo Lyse Nielsen Miljøstyrelsen indtil maj 2002, derefter Jørgen Horstmann - Miljøstyrelsen Jørn Bank Andersen - NCC Danmark A/S, Steen Kønigsfeldt Vej og Park, Københavns Kommune, Michael Rasmussen Asfaltlaboratoriet, Vej og Park, Københavns Kommune, Poul Greibe - Danmarks TransportForskning fra august 2002 Atkins Danmark, Lars Ellebjerg Larsen - Danmarks TransportForskning fra august 2002 Atkins Danmark, Hans Bendtsen - Danmarks TransportForskning fra juni 2002 Atkins Danmark.

7 Forskningsaktiviteterne vedrørende støj ophører på grund af bevillingsmangel på Danmarks TransportForskning i løbet af sommeren Instituttets støjforskere har fået ansættelse i Atkins Danmark, og det forventes, at aktiviteter om udvikling af støjreducerende vejbelægninger videreføres i dette regi. Projektet er fra sommeren 2002 blevet forankret i Vejdirektoratet som har bedt Atkins Danmark A/S varetage projektledelsen. Seniorforsker Hans Bendtsen er projektleder og rapportens hovedforfatter. Lars Ellebjerg Larsen har skrevet kapitlerne om økonomiske vurderinger og undersøgelser af beboernes støjgener. Poul Greibe har skrevet om trafiksikkerhed. Alle projektgruppens medlemmer her ydet en stor og værdifuld indsats, som har muliggjort gennemførelsen af projektet blandt andet ved udførelse af måleprogrammer, dataanalyser mv. De skal have en stor tak, også for mange konstruktive kommentarer i forbindelse med udarbejdelsen af denne rapport. I forbindelse med projektet er der etableret et værdifuldt samarbejde med hollandske eksperter, som skal have en varm tak for deres ideer, kritik og kommentarer. Det er blandt andet Gebert van Bochove fra forskningsafdelingen i firmaet Heijmans, Gijsjan van Blockland fra M+P Consulting Engineers og Jos Heerkens fra Infra Tech Consulting Group. Kgs. Lyngby, oktober 2002 Ole Zacchi Direktør Kurt Petersen Forskningschef

8 Indhold 1 Indledning Støjgenerering og litteraturstudie Om dæk-vejbanestøj Litteraturstudie Danske undersøgelser Udvikling i Holland Andre projekter Design og optimering af forsøgsbelægninger Valg af forsøgsbelægninger Akustisk test Udlægning Indbygningsdata Drift og vedligehold af belægningerne Forsøgsstrækning Belægningstekniske målinger Overfladestruktur Permeabilitet Indbygget hulrum Asfaltanalyser Plan- og tyndslib Opsamling på belægningstekniske målinger Støjmålinger Betydende forhold Målemetode: SPB Målte støjniveauer Støjdæmpning ved forskellig hastighed Forskellige mikrofonhøjder Måling med trailer (CPX) Absorption Sammenfatning af støjmålinger Tværgående analyser Generelle analyser Detaljerede analyser Sammenfatning

9 8 Trafiksikkerhed Indledning Litteraturstudie Målinger af trafikantadfærd Intern støj i personbiler Uheldsanalyse Vintervedligeholdelse Friktionsmålinger Sammenfatning Beboernes oplevelse af støjreduktionen Områdebeskrivelse Metode Spørgeskemaundersøgelse Støjniveauer Resultater Respondenterne og boligerne Gener fra trafik Støjgener Sammenligning med dosis-responskurver Opsamling på geneundersøgelser Økonomisk sammenligning af virkemidler til... støjdæmpning Metode Typetilfælde Bygade Ringvej Motorvej Støjreduktion Omkostninger Asfalt Skærme Facadeisolering Sammenligning af omkostningseffektivitet Opsamling på økonomisk sammenligning Foreløbige konklusioner efter 3 års målinger Sammenfatning Extended english summary Introduction Optimising noise reduction and long time porosity The test pavements

10 13.4. Hypoteses and measurement program Pavement measurements Noise measurements Traffic safety Annoyance before and after drainage asphalt Economic evaluation Conclusion on the hypotheses Litteratur Publikationer udarbejdet i dette projekt Anvendt litteratur Bilag A, Følgebrev til spørge-skema førundersøgelse Bilag B, Spørgeskemaførundersøgelse Bilag C, Følgebrev til spørge-skema efterundersøgelse Bilag D, Spørgeskema efterundersøgelse Bilag E Støjniveauer til sammenligning af virkemidler Bilag F - Støjbelastningstal til sammenligning af virkemidler Bilag G Udgifter til drænasfalt

11 1 Indledning Baggrund I regeringens trafikplan Trafik 2005 [Trafikministeriet, 1993] opstilles en målsætning om, at højst boliger i 2010 er belastet med trafikstøj på over 65 db. For at opfylde denne målsætning bør omkring boliger have reduceret støjbelastningen fra vejtrafik. De fleste af disse boliger er beliggende i byområder, hvor et af de effektive virkemidler, der kan bringes i anvendelse, er støjreducerende vejbelægninger. Beregninger foretaget i forbindelse med udarbejdelse af en støjpolitik på trafikområdet [Trafikministeriet, Miljøstyrelsen, 1998] indikerer, at støjreducerende vejbelægninger har en stor effektivitet i forhold til omkostningerne. I 1998 var situationen i Danmark den, at der ikke fandtes vejbelægninger som kunne anvendes til at opnå en støjreduktion på bygader. I begyndelsen af 1990 erne gennemførte Vejdirektoratet samme med en lang række samarbejdspartnere et udviklingsprojekt [Bendtsen, 1996]. Her blev en etlags drænasfalt udlagt på Østerbrogade i København, hvor trafikkens hastighed var 50 km/t. Da belægningen var helt ny, havde den en støjdæmpning på 3 db i forhold til en tæt asfaltbeton. Efter 2 år var støjdæmpningen forsvundet, formodentlig fordi belægningens porer var stoppet til. Et lignende forsøg med forskellige typer et-lags drænasfalt blev i 90'erne gennemført på en hovedlandevej hvor trafikkens hastighed var 80 km/t [Bendtsen, ]. Her blev der målt en støjreduktion på 3 db gennem belægningernes samlede levetid. Belægningen har formodentlig været selvrensende pga. trafikkens høje hastighed. Hollandske erfaringer I Holland opstillede vejmyndighederne i 1990'erne en målsætning om, at der skulle anvendes drænasfalt på hele motorvejsnettet. Formålet var, både at reducere støjen, samt at opnå en bedre trafikafvikling og højere kapacitet på vejene under vådt føre. I perioder med regn ligger der vand på overfladen af almindelige tætte vejbelægninger, hvilket ofte betyder, at bilisterne sænker hastigheden. Drænasfalt har derimod en tør overflade i regnfulde perioder. Der anvendes oftest et-lags drænasfalt til motorveje. Igennem 1990 erne er der gennemført udvikling af anden og tredje generation af drænasfaltbelægninger, som også kan anvendes på bygader. I december 1997 gennemførtes en studierejse til Holland for at indsamle den nyeste viden på området [Bendtsen,1998-2]. Den nye ide var at anvende en to-lags drænasfalt kombineret med rensning ved anvendelse af højtryksspuling. Princippet er, at belægningens øverste lag består af små sten 1

12 med hulrum imellem, som det skulle være muligt at rense ved højtryksspuling med vand kombineret med opsugning af vand og skidt. De små sten sikrer en jævn belægningsoverflade og dermed et lavt støjniveau. Det nederste lag drænasfalt består af store sten og store hulrum, som løbende sikrer, at vand og snavs let kan ledes bort til vejsiden gennem belægningsstrukturen. Dette er med til at reducere tilstopningen af belægningens hulrum. I Holland fandtes i 1997 en to-lags drænasfalt (maksimal stenstørrelse i overfladen 8 mm) udlagt på en bygade i Breda, hvor hastigheden er 50 km/t. Efter 4 år havde denne belægning stadig en støjreduktion på 3 db. Denne belægningstype var samlet udlagt på km bygade. Der var netop startet forsøg med en tredje generation af drænasfalt, der ligeledes består af 2 lag, og som noget nyt har en meget jævn overfladestruktur (maksimal stenstørrelse i øverste lag er 4 mm). Når disse belægninger er under et år gamle opnås en støjreduktion på 6 db. Der fandtes ikke resultater for støjdæmpning over længere tidsperioder. Nyt dansk forskningsprojekt Ovenstående var baggrunden for, at Trafikministeriet igangsatte et dansk forskningsprojekt, der havde som overordnet formål at udvikle og teste støjreducerende vejbelægninger til bygader med udgangspunkt i den nyeste hollandske teknologi. Der er 6 hovedårsager til, at den hollandske teknologi ikke umiddelbart bør anvendes i stor skala på de danske veje: 1. Der er behov for at foretage en yderligere optimering af den støjreducerende effekt. 2. Der findes ingen langtidsundersøgelser af den støjdæmpende effekt og af holdbarheden af den hollandske 3. generations drænasfalt. 3. Der findes ikke en tværfaglig belysning af effekterne så som støj, belægningstekniske parametre, trafiksikkerhed, drift og økonomi mv. ved at anvende to-lags drænasfalt. 4. Trafik-, vejr- og vejdriftforhold kan være forskellige, hvorfor drænasfalt kan fungere anderledes under danske forhold. 5. Der er behov for viden om vintervedligeholdelse af drænasfalt under typiske danske vinterforhold. 6. Den danske asfaltbranche besidder ikke den nyeste hollandske belægningsteknologi og renseteknik. Projektet blev tilrettelagt således, at der i så stort omfang som muligt sker en teknologioverførsel fra Holland med en efterfølgende tilpasning og afprøvning under danske forhold. Det sikres gennem et samarbejde med hollandske forskere og asfaltproducenter. 2

13 Det er målsætningen for projektet at opnå følgende hovedresultater: At støjreducerende vejbelægninger bliver et effektivt virkemiddel på bygader, som det ofte vil være økonomisk mere fordelagtigt at anvende end støjskærme eller facadeisolering. Ligeledes er det et virkemiddel, der kan anvendes i tætte bydele, hvor der ikke er plads til opsætning af støjskærme. At den danske vejsektor kan anvende drænasfalt som støjreducerende virkemiddel på bygader. At den danske asfaltbranche får adgang til ny teknologi. Projektorganisering November 1998 Første møde i projektgruppen. December 1998 Workshop med hollandske eksperter om projektbeskrivelse. Marts 1999 Spørgeskema til beboerne om støjgener før ombygning. Marts 1999 Målinger af støj og tekstur på eksisterende belægning. Maj 1999 Studietur til Holland med temaerne optimering af belægningsrecepter og udlægningsteknologi. August 1999 Udlægning af forsøgsbelægninger på Øster Søgade. August 1999 Måling af overfladetekstur 3. september Forsøgsstrækningerne åbnes af trafikministeren og trafikborgmesteren i København September De første støjmålinger gennemføres September Specialmålinger af støj gennemføres af hollandsk firma September Første målinger af vandgennemstrømning December 1999 Første rensning udføres. Derefter er der renset hvert halve år Marts 2000 Spørgeskema til beboerne om støjgener efter ombygning. Juni/juli 2000 Støjmålinger efter et år. August 2000 Første resultater præsenteres på Inter noise-konference. Juni/juli 2001 Støjmålinger efter to år. Tabel 1.1 Væsentlige milepæle i projektets første år. Projektet indeholder forskellige faglige discipliner blandt andet, fagområderne akustik, asfaltteknologi, miljø og trafiksikkerhed. Asfaltindustrien, der er brancheorganisationen for danske asfaltproducenter, blev inviteret til at deltage, og lod sig repræsentere med en medarbejder fra NCC Asfalt. Københavns Kommune indvilligede i at forsøgene blev gennemført på en af kommunens veje. Der blev nedsat en tværfaglig projektgruppe, som fik an- 3

14 svaret for at gennemføre forskningsprojektet. Projektgruppen har medlemmer fra Danmarks TransportForskning, Vejteknisk Institut, Vejdirektoratet, DELTA Akustik og Vibration, NCC Asfalt, Asfaltlaboratoriet, Vej og Park, Københavns Kommune samt Miljøstyrelsen. Danmarks Transport- Forskning havde ansvaret for projektets ledelse. Projektgruppen startede arbejdet i november 1998 med at udarbejde en projektbeskrivelse [Bendtsen, ], som inden færdiggørelsen blev diskuteret på en workshop med to hollandske eksperter fra M+P Consulting Engineers og Infra Tech Consulting Group. Nogle af projektets væsentlige milepæle fremgår af tabel 1.1. Det er planen at projektet skal løbe gennem hele forsøgsbelægningernes levetid, som for det øverste finkornede lag drænasfalt forventes at være 7 til 8 år. Figur 1.1 Forsøgsstrækningen åbnes 3 september 1999 af trafikministeren samt trafikborgmesteren i Københavns kommune. Hypoteser Som en vigtig del af projektet blev følgende 7 hypoteser opstillet ved starten af projektarbejdet [Bendtsen, ]: 1. To-lags drænasfalt har en god støjreducerende effekt på bygader i forhold til tæt asfaltbeton. 2. To-lags drænasfalt med den mindste stenstørrelse i det øverste lag har den bedste støjreducerende effekt. 3. Den tykkeste to-lags drænasfalt har den bedste støjreducerende effekt. 4. To gange årlig rensning af drænasfalten med højtryksspuling vil sikre, at belægningerne bevarer deres åbne porestruktur og høje akustiske absorption, således at belægningerne vil bevare deres støjreducerende effekt gennem hele deres levetid. 4

15 5. Bygader med finkornet drænasfalt har samme trafiksikkerhedsmæssige niveau (risikoniveau) som tætte belægninger. 6. Der er ikke nogen specielle problemer med vintervedligeholdelse af belægninger med finkornet drænasfalt i byområder. 7. Levetiden for to-lags drænasfalt er den samme som for almindelige tætte belægninger på bygader. Baggrunden for opstillingen af disse hypoteser fremgår blandt andet af kapitel 2. I projektet skal disse hypoteser testes ved gennemførelse af en række målinger. Måleprogram Der blev i starten af projektet opstillet et omfattende tværfagligt måleprogram, der blandt andet omfatter følgende: Støj: Måling af støjen langs vejen Måling af belægningernes støjabsorberende egenskaber Måling af støj inde i biler Vejbelægningernes tilstand: Overfladens tekstur Det indbyggede hulrum Permeabilitet Trafiksikkerhed: Trafikkens hastighed Afstanden mellem de enkelte køretøjer Friktion Andet: Spørgeskemaundersøgelse af beboernes oplevede støjgener Undersøgelse af økonomiske konsekvenser ved at anvende to-lags drænasfalt Desuden foretages der en løbende overvågning af vintervedligeholdelsen af belægningerne. Beslægtede projekter I slutningen af 1999 blev der igangsat et forskningsprojekt, hvor formålet var at udvikle nye recepter for drænasfalt, der sikrer, at belægningerne får en forøget holdbarhed og dermed en længere levetid [Nielsen, 2000]. I dette projekt anvendes de recepter, der ligger til grund for forsøgsbelægningerne i herværende projekt, som reference. Projektet gennemføres af Vejteknisk Institut, Vejdirektoratet, Asfaltindustrien og de 3 asfaltfirmaer NCC, Pankas og Colas. Projektet finansieres af Miljøstyrelsen og deltagerne. Resultaterne forventes at foreligge med udgangen af

16 Rapportens indhold I kapitel 2 opstilles nogle sammenhænge mellem vejbelægningers struktur og støjudsendelsen fra biltrafik. Ligeledes gennemgås de seneste internationale forskningsresultater på området. Den akustiske optimering og designet af de valgte forsøgsbelægninger gennemgås i kapitel 3. Desuden omtales den løbende drift og vedligeholdelse af belægningerne. Den konkrete vejstrækning, hvor forsøgene gennemføres, og de kriterier, der lå til grund for valget af forsøgsstrækning, beskrives i kapitel 4. Resultaterne af de belægningstekniske målinger præsenteres og analyseres i kapitel 5. Støjmålingerne bliver analyseret i kapitel 6. De første tværgående analyser af støjdæmpning og belægningernes tilstand fremlægges i kapitel 7. Undersøgelserne af de trafiksikkerhedsmæssige forhold fremlægges i kapitel 8 og efterfølges af undersøgelsen af beboernes oplevelse af de opnåede støjreduktioner (kapitel 9). I kapitel 10 foretages en økonomisk analyse, hvor de samlede omkostninger i en periode på 30 år, ved at anvende tolags drænasfalt som støjdæmpende virkemiddel sammenlignes med de tilsvarende omkostninger ved at anvende henholdsvis støjskærme og støjisolerende vinduer. Afslutningsvis sammenfattes alle konklusionerne efter 3 års målinger i kapitel 11. 6

17 2 Støjgenerering og litteraturstudie 2.1. Om dæk-vejbanestøj Når en bil kører på en vej, genereres der støj, som udsendes til omgivelserne. Der er to primære støjkilder, som har betydning for den samlede støj [Sandberg, 2001] og det er: 1. Støj fra motorblok og udstødningssystem. Niveauet af denne støj er afhængig af hvilket motoromdrejningstal bilen kører med samt af motorens belastning. 2. Den støj, der genereres og udsendes, når dækkene ruller hen over vejbelægningerne. Støj (db) 90 Total 88 Dæk 86 Motor Hastighed (km/t) Figur 2.1 Illustration af princippet for støjudsendelse fra en typisk personbil ved forskellige hastigheder fordelt på delkilderne motorstøj og dækvejbanestøj. Kurven for motorstøj har 4 spidser, som illustrerer de hastigheder, hvor der skiftes til et højere gear, hvorved omdrejningstallet og dermed støjen umiddelbart reduceres. Betydningen af henholdsvis motorstøj og dækstøj for den samlede støj er for en typisk personbil illustreret på figur 2.1. Heraf ses det, at motorstøjen er mest betydende for den samlede støj ved lave hastigheder, hvorimod både motorstøj og dæk-vejbanestøj er betydningsfulde ved hastigheder omkring km/t, som er meget typiske på veje i byer. Ved højere hastigheder aftager betydningen af motorstøj og dæk-vejbanestøj bliver 7

18 den helt dominerende støjkilde. For lastbiler og busser er både motorstøj og dæk-vejbanestøj betydningsfulde ved såvel høje som lave hastigheder. EU s regulering EU har siden 1970'erne stillet krav til køretøjers støjudsendelse [Sandberg, 2001]. Disse krav skal opfyldes i forbindelse med typegodkendelse af nye køretøjer. Støjkravene er løbende blevet skærpet med samlet omkring 10 db. Omfattende målinger på veje i de nordiske lande viser imidlertid, at støjudsendelsen fra vejtrafik stort set er uforandret fra 1970'erne og til 1990 erne [Vejdirektoratet, 1998]. Dette skyldes primært, at biler ved typegodkendelse støjtestes under fuld acceleration, dvs. i en situation med maksimal motorstøj, hvor dæk-vejbanestøjen er ubetydelig. Som det fremgår af figur 2.1, svarer denne testsituation ikke til forholdene ved kørsel på almindelige veje. For at opfylde testkravene har bilindustrien løbende reduceret støjen fra motorer under meget hård belastning, mens der ikke er foretaget specielle tiltag for at reducere dæk-vejbanestøjen markant. Tendensen har derimod været, at der anvendes bredere dæk, ofte udført i hårdere materialer, hvilket alt andet lige er med til at forøge dæk-vejbanestøjen. Dækkenes betydning Styrken af dæk-vejbanestøjen bestemmes både af udformningen af de enkelte dæk og udformningen af vejbelægningen. Dækkene har på forskellig vis en betydning for støjen: Strukturen af dækmønstret. Generelt vil et dæk med et meget groft struktureret mønster være mere støjende end et dæk med en fin struktur. Hårdheden af dækkets gummi og stivheden af dækkets konstruktion. Dæk, der er konstrueret af hårdt gummi, vil generelt være de mest støjende. Bredde på dækket. Kontaktfladen mellem dæk og vejbelægning stiger med forøgelse af dækkets bredde. Bredere dæk resulterer i mere støj. Lufttrykket i dækket og dækkets hårdhed. Hårdere dæk giver mere støj. Belastningen på dækket har ligeledes betydning for hvor hårdt dækket er og dermed for støjen. Antal dæk. En fordobling af antallet af dæk vil forøge dækstøjen med 3 db. Dækslid kan have betydning for støjen. 8

19 Frekvensspektre Støjniveau i db Lastbil flere aksler Lastbil to aksler Varebil Personbil Frekvens [Hz] Figur 2.2 A-vægtet frekvensspektre af L AFmax for forskellige køretøjskategorier fra en nyudlagt tæt asfaltbeton med 8 mm skærver målt på en bygade hvor hastigheden er 50 km/t [Delta, ]. Figur 2.2 viser et typisk frekvensspekter fra en tæt asfaltbeton. Det ses, at den dominerende støj ligger mellem 400 og 2500 Hz. Motorstøjen ligger primært i det lavfrekvente område under 1000 Hz, hvorimod dækstøj forekommer i hele frekvensspektret. Den menneskelige hørelse ligger normalt i frekvensområset 20 til Hz. Mekanismer af betydning for dæk-vejbanestøjen Forskellige mekanismer og parametre har betydning for generering og udbredelse af dæk-vejbanestøj [Kuijpers, Blokland, 2001]. Følgende vurderes af forfatterne som de mest betydningsfulde: Vibrationer i dæk. Luftpumpning. Horneffekt. Absorption af støj under udbredelse. Vibrationer i dæk Ruheden af vejbelægningens overfladetekstur er bestemmende for vibrationer i dækkenes gummiblokke og dermed også for vibrationer i dækkenes sider. Disse vibrationer sætter luften i bevægelse, hvorved der udsendes støj. Denne støj ligger i frekvensområdet under Hz. Jo mere jævn en belægningsoverflade, jo mindre støj genereres der. En elastisk belægning vil ligeledes reducere dækvibrationerne og dermed støjen. 9

20 Figur 2.3 Der generes støj når dækkenes gummiblokke ruller hen over vejoverfladen. Luftpumpning Luftpumpning forekommer, når et dæk ruller hen over en tæt vejoverflade (se figur 2.4). Når dækkets gummiblokke rammer vejbelægningen trykkes de sammen, hvorved den luft, der er mellem gummiblokkene, presses ud til omgivelserne. Når gummiblokkene igen slipper vejbelægningen, suges der luft ind mellem gummiblokkene. Disse hurtige bevægelser i luften resulterer i højfrekvent støj over 1000 Hz. Hvis vejoverfladen derimod har en åben struktur, vil luftpumpningen primært foregå ved, at luft pumpes ned i belægningen og suges op igen, hvilket vil reducere niveauet af den støj, som genereres. Jo større indbygget hulrum der er i en vejbelægning, jo mere reduceres støjen fra luftpumpning. Figur 2.4 Luftpumpning når et dæk ruller over en tæt vejbelægning. 10

21 Horneffekt Vejoverfladen og dækket danner tilsammen et akustisk horn (se figur 2.5). Dæk-vejbanestøj bliver forstærket af dette horn. Hvis den ene side af dette horn er støjabsorberende, vil styrken af denne horneffekt blive reduceret. Dette kan for eksempel opnås ved at anvende en åben porøs vejbelægning med et så stort indbygget hulrum som muligt. Figur 2.5 Dækket og vejoverfladen danner et akustisk horn, der forstærker dæk-vejbanestøjen. Dæmpning under udbredelse Støjen udbredes fra et køretøj til vejens omgivelser. Denne lydudbredelse foregår i princippet ad to veje (se figur 2.6). Den ene vej er i den direkte linie fra støjkilde til modtager. Ved den anden vej reflekteres støjen under udbredelsen et sted på jordoverfladen mellem støjkilde og modtagerpunkt. Hvis dette refleksionspunkt ligger er sted på vejbelægningens overflade, har karakteren af vejbelægningen betydning for støjudbredelsen. En tæt vejbelægning vil sikre en 100% refleksion, hvorimod en åben porøs belægning med et stort indbygget hulrum vil absorbere noget af støjen, således at den resulterende støj i et modtagerpunkt bliver mindre. Figur 2.6 De to udbredelsesveje for støj fra en støjkilde til et modtagerpunkt. 11

22 Opsummering Tabel 2.1 viser en oversigt, over hvilke fysiske parametre ved en vejbelægning der har betydning for de forskellige mekanismer, som ligger til grund for genereringen og niveauet af dæk-vejbanestøj. I tabellen er ligeledes indføjet en antagelse om, at effekten af en åben porøs belægning med et stort indbygget hulrum forøges, hvis belægningens tykkelse forøges. Overflade- Indbygget Belægnings- Elastisitet tekstur hulrum tykkelse Vibrationer i dæk X X Luftpumpning X X Horneffekt X X Dæmpning under udbredelse X X Tabel 2.1 Sammenhæng mellem fysiske karakteristika ved en vejbelægning og effekten på forskellige mekanismer der er af betydning for støjen. Vejbelægningers alder og støj Tæt asfaltbeton maksimal stenstørrelse 12 mm SPBI [db] Belægningens alder i år Figur 2.7 Støjudsendelsen fra blandet trafik fra en tæt asfaltbeton med 12 mm skærver målt hvert år i belægningens levetid. Trafikkens hastighed er 80 km/t [Bendtsen, ]. Støjudsendelsen, når biler passerer en given vejbelægning, ændrer sig med belægningens alder. I figur 2.7 vises den samlede støj fra en tæt asfaltbeton over belægningens levetid. Det laveste støjniveau forekommer, når belægningen er ny. Dette forklares normalt med, at belægningens bitumen endnu ikke er hærdet helt op, hvorfor belægningen ikke er helt så hård, som den bliver senere i sin levetid. Ligeledes afslides fint materiale på belægningens overflade, hvorved de større skærver fritlægges, og belægningens overfladestruktur bliver mere ru. Efter 1-2 år stabiliseres støjen over 12

23 en længere årrække på et niveau, der ligger godt 1 db over niveauet, da belægningen var helt ny. Sidst i en belægnings levetid begynder en fysisk nedslidning af belægningsoverfladen. Nedslidningen giver sig blandt andet udslag i stentab samt i større afrivninger og revnedannelser. Alt sammen forhold der forøger overfladens ruhed. I denne situation stiger støjen med 1-2 db [Bendtsen, 1996]. Vejbelægninger og temperatur Vejbelægningers overfladetemperatur har betydning for niveauet af den dæk-vejbanestøj, der genereres. Som det fremgår af figur 2.8, der stammer fra en måleserie på en landevej, falder støjen med 0,4 db, når temperaturen stiger 10 grader Celsius. Forklaringen er formodentlig, at både dækkene og vejbelægningen bliver lidt blødere, når temperaturen stiger, hvorved anslaget mellem dæk og vejbane bliver mindre hårdt. 82 SPBI i db 81,5 81 y = -0,04x + 81,82 80, Temperatur 40 Figur 2.8 Støjudsendelsen fra blandet let og tung trafik fra en tæt asfaltbeton med 12 mm skærver målt ved forskellig belægningstemperatur. Trafikkens hastighed er 80 km/ [Bendtsen, Larsen, ]. I forskningsprojekter om støjudsendelsen fra vejbelægninger er det nødvendigt at kompensere for disse forhold. Dette kan gøres ved at foretage målinger under ens temperaturforhold på belægninger, der har samme alder, og som er udsat for den samme trafikale belastning Litteraturstudie Den danske forskning og udvikling i støjreducerende vejbelægninger, som er gennemført siden begyndelsen af 1990 erne danner baggrunden for det igangværende forsøg på Øster Søgade. Derfor foretages en kort gennemgang af de hidtidige danske projekter. Derefter præsenteres den hollandske teknologiske udvikling på området to-lags drænasfalt, da det er den vigtigste tekniske baggrund for det igangværende forsøg. Endelig bringes 13

24 der en kortere omtale af nogle nye forsøgsprojekter med to-lags drænasfalt forskellige steder i Europa. I kapitel 8 foretages der en gennemgang af et litteraturstudie om trafiksikkerhed i forbindelse med anvendelse af drænasfalt Danske undersøgelser Som omtalt i kapitel 1 blev der i 1990 erne gennemført to projekter, hvor formålet var at udvikle og teste støjreducerende vejbelægninger til henholdsvis landeveje med hastigheder over 70 km/t og til bygader med hastigheder omkring 50 km/t. Der blev foretaget årlige målinger af støjen ved forsøgsbelægningerne. Forsøgene blev udført som tværfaglige projekter omfattende fagområderne belægningsteknologi, akustik og trafik. Arbejdet blev gennemført som et samarbejde mellem Vestsjællands Amt, Københavns Kommune, Vejdirektoratet, herunder Vejteknisk Institut, Asfaltindustrien repræsenteret ved Phønix, nu NCC, Miljøstyrelsen samt DELTA Akustik og Vibration. Forsøg på landevej ved 80 km/t Forsøget på en hovedlandevej blev gennemført ved Viskinge på Vestsjælland. Der blev udlagt følgende 5 forsøgsbelægninger i en tykkelse på ca. 4 cm: En tæt asfaltbeton (AB12t) som støjmæssig reference. En finkornet et-lags drænasfalt (maksimal kornstørrelse 8 mm) med kommunikerende porer og et indbygget hulrum omkring 20% (DA %). En finkornet et-lags drænasfalt (maksimal kornstørrelse 8 mm) med kommunikerende porer og et stort indbygget hulrum over 22% (DA8 >22%). En lidt mere grovkornet et-lags drænasfalt (maksimal kornstørrelse 12 mm) med kommunikerende porer og et stort indbygget hulrum over 22% (DA12 >22%). En åben asfaltbeton (AB12å), som det blev vurderet kunne have en mindre støjreducerende effekt pga. den åbne overfladestruktur. Projektet var tilrettelagt som et accelereret forsøg, idet der som bindemiddel blev anvendt standardbitumen uden tilsætning af modificering, som formodentligt ellers ville kunne have forlænget belægningernes levetid. Der blev foretaget støjmålinger, da belægningerne var få måneder gamle. Målingerne blev gentaget hvert år i hele belægningernes levetid. Resultaterne fremgår af figur

25 Støjniveauet ved de 3 drænasfaltbelægninger er i alle årene lavere end ved referencebelægningen. Dette kan for hele levetiden sammenfattes til, at de finkornede drænasfaltbelægninger (DA8) har en gennemsnitlig støjdæmpning på 3 db i forhold til en tæt asfaltbeton. Støjniveauet ved den åbne asfaltbeton (AB12å) ligger i alle årene omkring 1 db over niveauet for referencebelægningen LA E (80 km /t,10m ) DA818-22% DA8>22% DA12>22% AB12tR ef. AB12å Alder Figur 2.9 Støjniveauet i db målt 10 m fra midten af køresporene for forsøgsstrækningerne på hovedlandevejen ved Viskinge ved 80 km/t for perioden år 0 til år 7 (udtrykt som L AE -værdier) [Bendtsen, ]. Forsøg på bygade ved 50 km/t Forsøget med drænasfalt på en bygade blev gennemført på Øster Søgade i Københavns Kommune. Der blev udlagt en forsøgsstrækning med drænasfalt med en maksim,al stenstørrelse på 4 cm, svarende til forsøgsbelægningerne på hovedlandevejen ved Viskinge. På baggrund af figur 2.10 kan det konkluderes, at støjdæmpningen for drænasfalten i forhold til en referencebelægning (AB12t) var på ca. 3 db, da belægningerne var helt nye. Dæmpningen faldt i år 1 til ca. 1 db for at forsvinde i år 2. Målinger af vandgennemstrømningen i belægningen viste, at den efter få år var blevet tilstoppet. 15

26 LAeq i db Reference DA Alder Figur 2.10 Måleresultater i db for Østerbrogade for blandet trafik (90% lette køretøjer og 10% lastbiler) (angivet som L Aeq -værdier) [Bendtsen,1996]. Støjklasser De seneste 10 års forskning har vist, at det er muligt at opdele vejbelægninger i 3 støjklasser: 1. De særligt støjende, som har en meget grov overfladestruktur. Det er f.eks. asfaltbeton med nedtromlede skærver, overfladebehandling (OB) med stor stenstørrelse samt åbne belægninger med stor maksimal stenstørrelse, typisk 12 til 20 mm. Støjniveauet forøges 1 til 3 db i forhold til tætte belægninger. 2. Normale belægninger, der har en tæt overfladestruktur. Det er f.eks. tæt asfaltbeton med lille maksimal stenstørrelse, typisk 8 til 12 mm. Støjniveauet fra sådanne belægninger svarer til niveauet fra en referencebelægning (AB8t). 3. Støjreducerende belægninger med en porøs overfladestruktur, stort indbygget hulrum og lille maksimal kornstørrelse. For veje med hastigheder over 70 km/t reduceres støjen i hele belægningens levetid med 3 db i forhold til tætte belægninger. Denne viden er medtaget i den nordiske beregningsmodel for vejtrafikstøj [Vejdirektoratet, Beregningsmodel for vejtrafikstøj, 1998] i form af en korrektionstabel for vejbelægninger. Drænasfalt er kommet med i vejreglernes anlægs- og udbudsforskrifter for varmtblandet asfalt [Vejregler, 1998]. 16

27 Udvikling i Holland Siden midten af 1980'erne er der blevet anvendt drænasfalt på det hollandske vejnet [Hejimans, 1995]. Formålet har både været at reducere støjen og at forbedre trafiksikkerheden i regnvejr, hvor der ikke ligger vand på overfladen af drænasfalt, hvilket hindrer opsprøjt. Målet har ligeledes været at forøge vejenes kapacitet ved vådt føre. Dette opnås ved, at bilisterne typisk vælger en højere hastighed på tørre end på våde veje. Vejmyndighederne har en målsætning om, at der skal være drænasfalt på hele motorvejsnettet i I 1997 var 40% af målet nået. Der anvendes almindelig et-lags drænasfalt. Denne belægningstype har ingen væsentlig støjreducerende effekt på bygader, da belægningens porer hurtigt bliver tilstoppede, hvilket svarer til erfaringerne fra de danske forsøg i 1990'erne. Man har desuden observeret problemer med reduceret levetid for drænasfalt med forekomst af stentab, fordi belægningens bitumen hurtigere bliver hærdet op og dermed mister elastisitet, end det er tilfældet ved almindelige tætte vejbelægninger. To-lags drænasfalt I begyndelsen af 1990'erne startede et udviklingsarbejde, hvor målet var at finde frem til støjreducerende vejbelægninger til bygader, som både kunne bevare støjreduktionen gennem hele deres levetid, og som havde en god holdbarhed og dermed en lang levetid. Den hurtige tilstopning af porerne i drænasfalt på bygader var et af de store problemer, der skulle løses samtidig med, at belægningernes støjreducerende effekt skulle optimeres. Tilstopningen af porerne i drænasfalt afhænger blandt andet af følgende faktorer [Heijmans, 1995]: Mængden af støv og snavs på vejoverfladen. Størrelsen og strukturen af belægningens porer. Vejens sidehældning mod kantsten og afløbsbrønde. Trafikkens hastighed, som har betydning for den selvrensende effekt, der opstår, når bilernes dæk i vådt føre pumper regnvand ned i og suger regnvand op af belægningens porer. 17

28 Afløbssystem Figur 2.11 Foto af afløbssystem på en vej med to-lags drænasfalt. Langs kantstenen ligger nogle blokke (Keradrain) udført i keramisk materiale eller fiberbeton, som leder regnvand fra drænasfalten til afløbsbrønden. For at modvirke tilstopningen blev der udviklet en anden generation af drænasfalt til bygader med hastigheder omkring 50 km/t. Den bestod af et øvre finkornet lag af drænasfalt med maksimal stenstørrelse på 8 mm og en tykkelse på 2,5 cm, samt et nedre lag af drænasfalt med en maksimal stenstørrelse på 16 mm. Ideen er, at porerne i det øverste lag er så små, at de holder en del snavs fra at komme ned i belægningsstrukturen. Det vand og snavs, der passerer gennem det øverste lag, vil blive vasket væk i horisontal retning mod vejsiden igennem de forholdsvis store porer i det nedre lag. Det snavs, der bliver siddende i porerne i det øverste lag, skal fjernes med højtryksspuling, og efterfølgende opsugning af snavset vand to gange årligt for at undgå, at det øvre lag bliver tætnet af snavs. Erfaringerne har vist, at det primært er de øvre 1-1½ cm af det øvre lag, der har tendens til tilstopning, samt at det er muligt at rense dette øvre lag. I en efterfølgende tredje generation af støjreducerende belægninger erstattes det øverste lag med en meget finkornet drænasfalt med en maksimal stenstørrelse på kun 4 mm. Formålet er at reducere støjgenereringen fra anslaget mellem dæk og vejbane ved at gøre vejoverfladen så jævn som overhovedet muligt, samtidig med at der stadig er tale om en drænasfalt, som kan reducere støjen fra luftpumpning. Drænasfalt har ikke styrke til at modstå store sidekræfter, som forekommer ved svingende trafik. Derfor anvendes tætte belægninger ved kryds, rundkørsler og lignende steder. 18

29 Figur 2.12 Nyanlagt strækning med to-lags drænasfalt med 4 mm skærver i det øverste lag på en bygade i Holland. Tabel 2.2 viser målinger af støjdæmpning i forhold til en tæt asfaltbeton med 16 mm skærver for nye et- og to-lags drænasfaltbelægninger ved forskellige hastigheder. For hastigheder omkring 50 km/t opnås en reduktion på 3 db for to-lags drænasfalt med 8 mm skærver og 5 db for to-lags drænasfalt med 4 mm skærver. Stenstørrelse 50 km/t 80 km/t 110 km/t øverste lag Et-lag drænasfalt 16 mm 0 db 1 db 2 db To-lag drænasfalt 8 mm 3 db 4 db 5 db To-lag drænasfalt 4 mm 5 db 6 db 7 db Tabel 2.2 Støjdæmpning for forskellige typer drænasfalt i forhold til en tæt asfaltbeton med maksimal stenstørrelse på 16 mm målt på nye belægninger [Heerkens, Bochove, 1998]. Holdbarhed Det forventes, at det øverste lag drænasfalt har en levetid på omkring 7 år, samt at det nedre lag kan holde dobbelt så længe. Når det øverste lag er nedslidt, er det planen, at det skal fræses væk, hvorefter det nederste lag skal renses med højtryksspuling, inden der igen udlægges et nyt finkornet lag oven på det rensede nedre lag. 19

30 Andre projekter To-lags drænasfalt på bygade i Firenze Der er i Firenze gennemført et forsøg med to-lags drænasfalt på to bygader [Poggi, 2000]. På den ene strækning (betegnet A) anvendtes 6 mm skærver i det øverste lag og på den anden strækning (betegnet B) anvendtes 10 mm skærver. Data fra forsøgsstrækningerne fremgår af tabel 2.3. Trafiksammensætningen er meget speciel i forhold til danske forhold, idet scootere udgjorde henholdsvis 60% og 20%. Støjen blev målt, da belægningerne var nye, efter 8 måneder samt efter 15 eller 25 måneder. Som reference blev anvendt den gamle belægning, der tidligere havde ligget på de pågældende vejstrækninger (type og tilstand uoplyst) og ikke en ny tæt asfaltbeton. Stræk ning Øverste lag Stenstørrelselagtykkelse Nederste lag Stenstørrelselagtykkelse Hastighed Trafik MC: scooter P: person L: last/bus Støjreduktion ny drænasfalt A 3/6mm- 10/16mm- 50 MC 60%, P 3,5 db 20 mm 25 mm km/t 30%, L 10% B 5/10mm- 10/16mm- 30 MC 20%, P 4,0 db 25mm 65 mm km/t 77%, L 3% Tabel 2.3 Data fra forsøgsstrækninger med to-lags drænasfalt i Firenze [Poggi, 2000]. For belægning A er støjdæmpningen 3,5 db, og støjen er konstant de første to år af belægningens levetid. Da belægning B er helt ny, er dæmpningen 4,0 db. Efter 8 og 15 måneder er den reduceret til 3,0 db. Den anvendte referencebelægning må umiddelbart forventes at have et støjniveau, der ligger 2-3 db over en ny tæt asfaltbeton. Det betyder, at der formodentlig skal trækkes 2-3 db fra de målte støjreduktioner for at kunne sammenligne resultaterne med de forsøg, som gennemføres i Danmark. Der er således reelt tale om en dæmpning på 1 til 2 db. Det store antal scootere, som formodentlig udsender meget motorstøj, kan være en forklarende faktor i forhold til den lille støjrediktion. Drænasfalt på motorvej i Italien I Italien er der på en motorvej gennemført et forsøg over tre år med et- og to-lags drænasfalt [Losa, 2001]. Belægningerne havde en maksimal stenstørrelse på 10 mm og et indbygget hulrum på 23-24%. Data om belægningerne fremgår af tabel

31 Strækning Øverste lag Stenstørrelselagtykkelslagtykkelse Nederste lag Stenstørrelse- Hastighed Støjreduktion ny drænasfalt Et-lag 0/10mm- 100 km/t 1,7 db 40 mm To-lag 0/10mm- Ikke oplyst 100 km/t 5,0 db 25mm -40 mm Tabel 2.4 Data fra forsøgsstrækninger med drænasfalt på italiensk motorvej [Losa, 2001]. Da den to-lags drænasfalt var ny og et år gammel, blev der målt en støjreduktion på 5 db. I løbet af dette år steg støjen både på de to drænasfalter og på referencebelægningen med 2 db. Det er dog ifølge [Losa, 2001] uklart, hvilken type referencebelægning der blev anvendt ved støjmålingerne. Poroelastiske belægninger En måde at reducere dæk-vejbanestøjen på er (se afsnit 2.1) at anvende fjedrende materialer. Mulighederne og problemerne ved anvendelse af poroelastiske belægninger er beskrevet i [Sandberg, 2000]. Der er tale om drænasfalt, hvor der indgår elastiske gummimaterialer i belægningen i form af gummi tilsat bitumen eller ved, at en del af eller alle skærverne er udskiftet med materiale i gummi. Konceptet er opfundet i Sverige omkring Ideen er at opnå et let fjedrende anslag mellem dæk og vejbane, som forventes at være støjreducerende, og at kombinere det med de støjreducerende egenskaber fra drænasfalt. I Sverige er der i 1980'erne målt støjreduktioner på 7-9 db på enkelte udvalgte biler. I et norsk forsøg fra omkring 1990 er der i en belægning, hvor alle skærver var erstattet med gummi, målt en dæmpning på 5-6 db for almindelig blandet trafik. Der er observeret problemer med rene gummibelægningers vedhæftning til bærelaget, styrke, friktion samt brand. Nye japanske forsøg indikerer dog, at disse problemer kan løses. [Sandberg, 2000] vurderer, at der er et støjreducerende potentiale på 5-15 db. Sammenfatning De udenlandske undersøgelser viser at to-lags drænasfalt har et godt potentiale for støjreduktion både på bygader og på veje med høj fart. Der foreligger dog primært målinger af støjreduktionen, når belægningerne er nye. Der findes ingen undersøgelser som i belægningens totale levetid belyser både støjreduktion, udviklingen af belægningernes fysiske tilstand herunder eventuel tilstopning, og trafiksikkerhedsforhold mv. 21

32 3 Design og optimering af forsøgsbelægninger Det er projektets mål at udvikle nogle vejbelægninger, som har en god støjreducerende effekt i hele deres levetid, samtidig med at de har en god holdbarhed. Udviklingen af de anvendte belægningsrecepter har derfor taget udgangspunkt i de mekanismer, der er betydningsfulde for genereringen og udbredelsen af dæk-vejbanestøj. Det er, som det fremgår af afsnit 2.1, vibrationer i dækkene, luftpumpning, horneffekten samt absorption under støjudbredelsen over vejbanen. De primære fysiske parametre ved en vejbelægning, som har betydning for støjen, er belægningens overfladetekstur, det indbyggede hulrum og belægningens tykkelse. Belægningens elasticitet har ligeledes betydning for støjen. I dette projekt er der dog ikke arbejdet med elastiske belægninger. Der er ligeledes lagt vægt på at designe belægningerne således, at belægningernes porer løbende kan renses og derved holdes åbne Valg af forsøgsbelægninger For at teste forskellige løsninger blev det valgt at medtage tre forskellige to-lags drænasfaltbelægninger. Der er ligeledes medtaget en referencebelægning for at sikre, at denne har præcis samme alder som de øvrige forsøgsbelægninger, samt for at sikre, at den udsættes for den samme trafikbelastning og i øvrigt har samme driftsmæssige betingelser. For at reducere støjen fra luftpumpning har belægningerne et stort indbygget hulrum på 22% til 27%. Den store porøsitet medfører en stor støjabsorberende effekt, som kan reducere støjen under udbredelsen over vejoverfladen, og som kan reducere horneffekten. For at forøge støjabsorptionen er der anvendt forholdsvis tykke lag af drænasfalt på mellem 55 og 90 mm. For at sikre en meget jævn belægningsoverflade er der anvendt forholdsvis små sten på 5 mm og 8 mm i de øverste lag drænasfalt. Dette minimerer vibrationer i og støjudsendelse fra dækkene. Figur 3.1 viser en principskitse af opbygningen af en to-lags drænasfalt. I tørt og vådt føre presser bilernes dæk henholdsvis luft og vand ned i belægningens hulrum. Ideen med to-lagskonstruktionen er, at snavs, der sætter sig i toplagets fine hulrum, løbende bliver presset/skyllet ned i bundlagets grovere hulrum og derfra ud til drænsystemet, der er placeret langs kantstenen/belægningskanten. Det finkornede øverste lag af belægningerne sikrer samtidig, at større partikler samt småsten mv. ikke kan trænge 22

33 ned i belægningsstrukturen. Inden udlægning af drænasfaltlagene blev vejens bærelag forseglet med et kraftigt lag bitumen, for at forhindre, at vand fra drænasfalten trænger ned i de underliggende lag i vejkassen. Figur 3.1 Principskitse af to-lags drænasfalt med lille stenstørrelse og små luftporrer i toplaget samt store sten og store porer i bundlaget. Drænsystemet Drænsystemet (se figur 3.2) består af nogle drænblokke, der indvendigt er udformet som rør. Desuden er der lodrette revner i hele drænlagets tykkelse ud til kanten af drænasfalten, som muliggør at regnvand fra belægningsstrukturen løber ud i drænrørene. Gennem disse drænrør ledes vandet til afløbsbrøndene langs kantstenene (se figur 3.3). For at undgå, at der forekommer en ophobning af snavs og dermed en tilstopning af nogle af de fine hulrum i det øverste lag drænasfalt, skal belægningen renses med højtryksspuling med vand efterfulgt af en opsugning af vand og snavs to gange årligt. Forsøgsstrækningerne er anlagt med ensidig hældning mod vest, hvorfor det kun har været nødvendigt at etablere afdræningssystem (Keradrainblokke) langs den vestlige side af vejen. Dette har reduceret anlægsudgifterne. Langs nogle mindre kurver er vejen dog anlagt med tosidig hældning, og der er her Keradrain blokke til dræning i begge vejsider. 23

34 Figur 3.2 En hollandsk principskitse af opbygningen af vandafløbssystemet for en to-lags drænasfalt på en bygade. Blokkene, der opsamler vandet langs vejsiden og leder det til afløbsbrøndene, er benævnt Keradrain. Disse blokke har åbninger ud mod drænasfalten i hele dennes tykkelse, således at regnvandet løber ind i disse blokke og bliver ledt til afløbsbrøndene. I dette eksempel er det øverste lag drænasfalt langs kantstenen erstattet med en tæt belægning, måske fordi der er en cykelbane i vejsiden [Heijmans Civil Engineering, 1995]. Figur 3.3 Afvandingssystemet på Øster Søgade. 24

35 De 4 forsøgsbelægninger Tabel 3.1 viser en oversigt over de anvendte stenstørrelser samt tykkelsen af de enkelte asfaltlag. Belægningerne er benævnt DA som er den officielle danske betegnelse for drænasfalt. Det efterfølgende tal refererer til den maksimale stenstørrelse i mm i det øverste lag asfalt, og efter tankestregen er et sidste tal, der angiver belægningens samlede tykkelse i mm. Valget af den tekniske udformning af enkelte forsøgsbelægninger er truffet af projektgruppen på baggrund af den nyeste hollandske viden (se afsnit 2.2.2) samt erfaringerne fra de tidligere danske forsøgsprojekter med drænasfalt (se 2.2.1). I vejbygning anvendes normalt en tykkelse på de enkelte lag asfalt, som er tre gange den maksimale stenstørrelse. Dette sikrer de enkelte lag en god stabilitet og bæreevne. For at forhindre tilstopning samt for at sikre, at det er muligt at rense drænasfalten med højtryksspuling, har det været en målsætning at udføre det øverste lag drænasfalt så tyndt som muligt. Type Samlet Top lag Bund lag tykkelse Tykkelsse Sten Tykkel- Sten DA8-70 Strækning Drænasfalt 70 mm 25 mm 5/8 mm 45 mm 11/16 mm DA5-55 Drænasfalt 55 mm 20 mm 2/5 mm 35 mm 11/16 mm DA5-90 Drænasfalt 90 mm 25 mm 2/5 mm 65 mm 16/22 mm AB8t (ref.) Tæt 30 mm 30 mm 0/8 mm - - asfaltbeton Tabel 3.1 Oversigt over forsøgsbelægningerne på Øster Søgade. Ved valgene af materialer til belægningerne var det ligeledes et vigtigt kriterium at anvende materialer, der er normalt tilgængelige på det danske marked. Dette er årsagen til, at der blev anvendt 5 mm sten i to af belægningerne, selvom man i Holland anvender 4 mm sten (se afsnit 2.2.2). DA8-70 DA8-70 er en belægning med 8 mm sten i øverste lag. I de tidligere danske forsøg har der været gode erfaringer med støjreduktionen fra en drænasfalt med 8 mm sten, hvorfor det er valgt at medtage en belægning med denne stenstørrelse. I bundlaget anvendes 16 mm sten for at sikre store hulrum. Lagtykkelserne på henholdsvis 25 mm i toplaget og 45 mm i bundlaget er valgt således, at de svarer til ca. 3 gange stenstørrelsen. 25