Projekt „Leiser Straßenverkehr“: Weniger Reifen-/Fahrbahngeräusch

Nach vorheriger neunmonatiger Vorbereitungszeit arbeitet der Forschungsverbund „Leiser Straßenverkehr“ seit Sommer 2001 unter der Federführung der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) im Netzwerk „Leiser Verkehr“ an einer Reduktion der Reifen-/Fahrbahngeräusche. „Rund 25 Prozent der EU-Bevölkerung oder etwa 100 Millionen Menschen sind von Lärm betroffen. Zwar ist der Straßenverkehr dabei nicht der alleinige Verursacher, dennoch gilt es zu bedenken, dass der Verkehrslärm in den vergangenen 20 Jahren beispielsweise an Bundesstraßen um 1,5 dB(A) und an Autobahnen um 2,5 dB(A) zugenommen hat“, erklärte BASt-Präsident Professor Dr. Josef Kunz die Motivation des Projektes, bei dem 16 Partner aus Industrie, Forschung und Verwaltung zusammenarbeiten. Dominierende Schallquelle sei dabei inzwischen das Reifen-/Fahrbahngeräusch – bei Pkw ab 40 km/h, bei Lkw ab 70 km/h. Schließlich habe man von den 70er Jahren bis heute die fahrzeugseitigen Geräuschemissionen um zwölf (Lkw) bzw. zehn (Pkw) Dezibel senken können. Angesichts der erwarteten Zunahme des Güterverkehrs bis 2015 um bis zu 70 Prozent nicht zuletzt durch die EU-Osterweiterung wolle man mit dem Projekt weiteres Optimierungspotenzial ausloten – insbesondere natürlich in punkto Reifen-/Fahrbahngeräusch. „Wir haben inzwischen einen qualifizierten Punkt erreicht, um zusammen mit unseren Partnern mit ersten Ergebnissen an die Öffentlichkeit zu gehen“, eröffnete Kunz deshalb eine entsprechende Informationsveranstaltung im Kreis Düren.

Die Wahl des Veranstaltungsortes erfolgte natürlich nicht zufällig. Im Landkreis Düren – genauer gesagt auf der Bundesstraße 56 zwischen den Ortschaften Stockheim und Soller – befindet sich die zu dem Projekt gehörende Teststrecke mit unterschiedlichen Fahrbahnoberflächen. Deshalb waren zu dem Infotag Anfang Oktober in der Kreisstraßenmeisterei Düren nicht nur Vertreter der jeweiligen Partner eingeladen, sondern auch Anwohner der Straße, auf der täglich zwischen 10.000 und 20.000 Fahrzeuge rollen. „Die Anwohner wollen schließlich wissen, was genau wir hier eigentlich machen und warum und wozu wir diese Hauptverkehrsader das eine oder andere Mal sperren mussten“, erklärt Petra Peter-Antonin, Referatsleiterin Öffentlichkeitsarbeit und Wissenschaftliche Informationen bei der BASt, auf Nachfrage der NEUE REIFENZEITUNG. Welchen Stellenwert das Projekt auf politischer Ebene hat, belegt die Liste hochrangiger Gäste zu der Veranstaltung inklusive der Parlamentarischen Staatssekretärin Angelika Mertens (MdB). „In der Bundesrepublik gibt es zurzeit etwa 2.800 Kilometer Lärmschutzwände bzw. -wälle, aber ich denke, eine Bekämpfung des Lärms an der Quelle ist wesentlich besser als meterhohe Mauern. Insofern wird die Zusammenarbeit der 16 Partner an diesem Projekt, die in dieser Form bislang nicht stattgefunden hat, von Seiten der Bundesregierung ausdrücklich begrüßt“, stellte Mertens unmissverständlich klar.

Vor diesem Hintergrund wird das Projekt „Leiser Straßenverkehr“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BMVBW) unterstützt, um einerseits die theoretischen Grundlagen bei der Entstehung und Messung von Reifen-/Fahrbahngeräuschen zu erarbeiten und andererseits die Komponenten des Reifen-/Fahrbahnsystems lärmtechnisch zu optimieren. „Das Thema Reifen ist ganz wichtig bei diesem Projekt und deshalb freuen wir uns, dass wir den Reifenhersteller Continental als Partner dafür gewinnen konnten“, stellte Professor Kunz fest. Im Rahmen der Projektlaufzeit sollen bis zu drei Dezibel leisere Komponenten konzipiert und erprobt werden. Um das Ziel zu erreichen, wurden neue leisere Pkw-Reifen in Kombination mit lärmtechnisch optimierten Belägen aus Splitt-Mastix-Asphalt (SMA) und Beton (Jutetuch-Textur) – aus denen das Bundesautobahnnetz überwiegend besteht – entwickelt. Zudem wurden weitere lärmmindernde Maßnahmen untersucht und erprobt: leisere runderneuerte Pkw- und Lkw-Reifen, ein geräuschabsorbierendes Pkw-Radhaus, lärmmindernder Gussasphalt, offenporiger Asphalt und Beton, Waschbeton sowie Fahrbahnübergänge. Darüber hinaus wurden Reifen-/Fahrbahngeräuschmodelle entwickelt, mit denen mittelfristig leise Reifen-/Fahrbahngesamtsysteme konzipiert werden können.

„Unsere ersten Forschungsergebnisse belegen“, so der Projektleiter und stellvertretende BASt-Präsident Dr. Peter Reichelt, „dass eine deutliche Lärmminderung des Gesamtsystems Reifen-/Fahrbahn mit heute verfügbaren technischen Komponenten durchaus erreichbar ist.“ Diese Erkenntnis gewinne man aus der Analyse der auf der Teststrecke B56 ermittelten Messwerte. Reichelt präsentierte den Teilnehmern der Informationsveranstaltung als Beleg Geräuschemissionsmessungen von verschiedenen Reifen-/Fahrbahnkombinationen (neue leise Pkw- und handelsübliche Reifen in Verbindung mit Splitt-Mastix-Asphalt, Gussasphalt und offenporigem Beton). Das Zusammenwirken von offenporigen Straßenbelägen, Gussasphalt- und Waschbetondecken, die Neukonzeption lärmarmer Übergangskonstruktionen für Brücken, die Herstellung von speziellen lärmarmen Reifen durch eine optimierte Kombination von Profil, Gummimischung und Aufbau sowie das Abschirmen der Kontaktfläche Reifen/Straße durch Verkleidung des Radhauses hätten letztendlich zu einem Absenken der Geräuschemissionen um rund drei Dezibel und damit einer Halbierung geführt. „Damit liegen wir voll im Plansoll, das wir als ‚3/3‘ – minus drei Dezibel in drei Jahren – zu Beginn des Projektes formuliert haben“, ergänzte Professor Kunz. An dieser Stelle soll jedoch nicht Schluss sein, seinen Worten zufolge lautet das nächste Ziel „5/5“.

Und auch dabei dürfte wiederum Projektpartner Continental eine tragende Rolle spielen. Denn der Hersteller aus Hannover ist nicht nur bei der Auslegung bzw. Konstruktion der Pneus involviert, sondern auch bei der Validierung von theoretischen Modellen im Zusammenhang mit dem Reifen-/Fahrbahngeräusch. Das sagte zumindest Dr. Frank Gauterin, Leiter des NVH-Engineering. Hinter dieser Bezeichnung steht ein Conti-Profitcenter, das sich der Minimierung von Noise, Vibration, Harshness verschrieben hat und nach eigenen Angaben an Lösungen rund um Lärm, Vibrationen und Geräuschen nicht nur bei Reifen, sondern für das gesamte Fahrzeug arbeitet. Dabei werden die akustische Abstrahlung von Reifen und Fahrzeugteilen sowohl nach außen in die Umwelt als auch nach innen in das Fahrzeug untersucht und daraus Maßnahmen zur Minderung des Lärmpegels erarbeitet. „Die gesetzliche Reglementierung von Reifen-/Fahrbahngeräuschen nutzt aus Gründen der Vergleichbarkeit einen genormten Fahrbahnbelag, festgelegt in der ISO 10844. Alle Reifen von Continental halten selbstverständlich diese gesetzliche Richtlinie ein, zum Teil werden die Grenzwerte merklich unterschritten. Im Rahmen des Projekts ‚Leiser Verkehr‘ gingen wir über die Standardanforderungen hinaus und suchten nach zusätzlichen Beiträgen zur Verkehrslärmreduzierung“, so Dr. Gauterin.

Der Schwerpunkt lag dabei auf der wechselseitigen Beeinflussung der Geräuschentwicklung durch Reifen-, Belag-, und Fahrzeugparameter. Fünf verschiedene Ausführungen von Fahrbahnoberflächen wurden in die Untersuchung einbezogen, neben dem ISO-Belag auch Beton, Gussasphalt und Splitt-Mastix Asphalt, teilweise in unterschiedlichen Versionen (offenporig/geschlossen). „Im ersten Schritt wurden zunächst rund 40 Reifensätze unterschiedlicher Konstruktion, Materialien und Profile an Fahrzeugen mit unterschiedlicher Radhausgestaltung untersucht“, erklärte Dr. Gauterin. Dabei habe sich unter anderem herausgestellt, dass der Irrglaube, Winterreifen seien lauter als Sommerreifen, nun „endgültig aus der Welt geschaffen“ sei. Anhand der Ergebnisse des ersten Durchgangs wurden die Einflüsse von Reifenbau, Profilierung und Gummimischungen quantitativ ermittelt und schließlich die sieben leisesten Reifensätze herausgefiltert. „Mit einer weicheren Laufstreifenmischung können Reifen leiser werden. Auch konstruktive Maßnahmen an der Reifenseitenwand und der Gürtelbandage werden dafür eingesetzt. Die besten Ergebnisse können wir mit einer sorgfältigen Abstimmung der Reifenaufbauparameter untereinander und mit der Fahrbahn erreichen“, ergänzte Gauterin.

Die eigentliche Herausforderung für einen Reifenhersteller bestehe darin, die vielfältigen funktionalen Zielkonflikte zum Beispiel zwischen Geräusch, Aquaplaning und Handlingeigenschaften auf hohem Niveau zu lösen. „So ist ein Glatt- oder Slickreifen zwar prinzipiell am leisesten, dafür sind die Nässeeigenschaften für jedermann nachvollziehbar allerdings vollkommen indiskutabel“, verdeutlichte Gauterin die Problematik anhand eines Extrembeispiels. Unter den getesteten Reifenkonstruktionen war deshalb auch eine mit verstärkter Seitenwand. „Solche Notlaufreifen liegen im Trend und ermöglichen die Weiterfahrt auch nach vollständigem Druckverlust des Reifens. Continental hat dieses Reifenkonzept in das Projekt ‚Leiser Straßenverkehr‘ hineingenommen“, führte Dr. Gauterin dazu aus. „Moderne Standardserienreifen befinden sich geräuschlich auf einem hohen Entwicklungsstand. Hier sind weitere Geräuschreduzierungen aufwendig und man darf keine großen Sprünge erwarten. Demgegenüber zeigten seitenwandverstärkte Reifen auf Splitt-Mastix Asphalt und auf Beton ein Minderungspotenzial von einem Dezibel und mehr. Hier kommt uns die für die Tragfunktion erforderliche verstärkte Seitenwand zugute, die durch die hohe Steifigkeit die Geräuschabstrahlung behindert“, so der NVH-Leiter.

Nach Abschluss des Forschungsprojekts soll diese Technologie für den Serieneinsatz weiterentwickelt werden. „Bei der Industrialisierung wird sicherlich ein Teil des bislang im Rahmen des Projektes gefundenen maximalen Geräuschvorteils von 1,7 dB(A) bei der Optimierung anderer Reifeneigenschaften aufgezehrt, wir werden jedoch einen positiven Nettoeffekt von gut einem Dezibel erhalten“, gab sich Dr. Gauterin zuversichtlich. Hinzu kämen aus dem Projekt „Leiser Straßenverkehr“ noch die Vorteile aus der Optimierung der Fahrbahnen. „Wir wollen daher auch in Zukunft die Zusammenarbeit mit Straßenbau und Fahrzeugherstellern im Rahmen von Verbundprojekten fortführen, um weitere Beiträge zur Verkehrslärmreduzierung zu erhalten“, sagte Gauterin abschließend. Von den bislang erzielten Erfolgen des BASt-Projektes konnten sich die Teilnehmer im Anschluss an die mehr oder minder theoretischen Ausführungen „mit eigenen Ohren“ überzeugen. Für die Messfahrten hatte man anderthalb Stunden die B56 für den normalen Verkehr gesperrt.