Biobasiertes Gewebe überwacht Zustand von Asphaltstraßen
Straßenschäden entstehen meist schleichend – und viele Mängel bleiben lange unentdeckt. Während bisherige Beurteilungen des Straßenzustands in der Regel nur die Oberfläche berücksichtigen, zeigt die Forschung, dass die tieferliegende Asphalttragschicht entscheidend für Haltbarkeit und Sicherheit ist. Bisher konnten diese Schichten jedoch nur durch aufwendige, zerstörende Bohrungen geprüft werden. Das Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI), hat nun gemeinsam mit Partnern ein intelligentes Monitoringsystem entwickelt, das den Zustand der Asphalttragschicht kontinuierlich und flächendeckend überwacht – ganz ohne Eingriffe in die Fahrbahn.
Sensorgewebe aus Naturfasern als Herzstück der Technologie
Das Kernstück des neuen Systems ist ein biobasiertes Gewebe aus Flachsfasern, in das während des Webprozesses elektrisch leitfähige Sensordrähte integriert werden. Diese Kombination ermöglicht eine kostengünstige, robuste und großflächige Anwendung. Das Material ist so konstruiert, dass es sich nahtlos in den Asphalt einfügen lässt, ohne dessen Struktur zu beeinträchtigen. Es hält den Belastungen durch Straßenfertiger und schweren Verkehr stand und bleibt dabei funktionsfähig. Das Gewebe wird auf einer Doppelgreifer-Webmaschine des Fraunhofer WKI gefertigt und kann flexibel in Länge und Breite angepasst werden.
Verändert sich der Zustand der Asphalttragschicht durch Belastungen, wirkt sich dies auf die Leitfähigkeit des Sensordrahts aus. Die entstehenden Widerstandsänderungen werden gemessen, gespeichert und analysiert. So lässt sich der strukturelle Zustand des Asphalts in Echtzeit erfassen, ohne die Straße zu beschädigen.
Künstliche Intelligenz analysiert den Straßenzustand
Die erfassten Sensordaten werden mithilfe von KI-Algorithmen ausgewertet. Neu entwickelte Modelle erkennen nicht nur aktuelle Schädigungen, sondern prognostizieren auch den weiteren Verlauf der Materialalterung. Dadurch können Straßenbauverwaltungen frühzeitig Sanierungsmaßnahmen planen und Budgets gezielter einsetzen. Über eine digitale Plattform werden die Informationen künftig in einem Dashboard visualisiert und für Behörden, Kommunen und Infrastrukturbetreiber nutzbar gemacht.
Erste Praxistests erfolgreich gestartet
Nach erfolgreichen Labortests wird das System derzeit auf einer Probestrecke in einem Gewerbegebiet erprobt. Dabei ist das Sensorgewebe über die gesamte Fahrspur verlegt. Erste Auswertungen zeigen, dass das System Verformungen zuverlässig erfasst und sogar Unterschiede zwischen Achslasten und Fahrzeugkonfigurationen eindeutig identifiziert.
Potenzial für nachhaltiges Infrastrukturmanagement
Das Projekt SenAD2 zeigt, wie sich Straßeninstandhaltung durch die Verbindung von Digitalisierung, Sensorik und Künstlicher Intelligenz grundlegend verändern kann. Die neue Technologie ermöglicht eine kontinuierliche Beobachtung der Straßenstruktur, frühzeitige Wartungsentscheidungen und eine längere Nutzungsdauer der Verkehrswege. Langfristig könnten so sowohl Sanierungskosten als auch Verkehrsbehinderungen deutlich reduziert werden.
