Diese 6 innovativen Ansätze sollen Straßenschäden nachhaltig ausbessern

• Die gängigste Methode zum Ausbessern von Straßenschäden ist kostengünstig, aber vorübergehend
• Das Ausbessern von Schlaglöchern kostet Autofahrer in den USA jährlich mehr als 3 Milliarden US-Dollar
• Diese sechs Unternehmen setzen Bakterien, Sensoren, Magnete und vieles mehr ein, um die Straßen auf der ganzen Welt für Autofahrer sicherer zu machen

Der Weg zur Hölle ist mit Schlaglöchern gepflastert, könnte man in Abwandlung einer bekannten Volksweisheit mit Fug und Recht behaupten. 

Im Nordosten der USA ist das frühjährliche Phänomen so allgegenwärtig, dass die regionale Eiscafé-Kette Friendly’s ihm eine saisonale Kreation mit Schoko-Trümmern und Cookie-Schotter gewidmet hat: Bei der Schneeschmelze dringen Wasser und Eis in die Straßenoberfläche ein, gefrieren und tauen, dehnen sich aus und ziehen sich zusammen, bis eine Mondlandschaft aus Kratern entsteht, die das Pendeln zur Arbeit in eine Bonusrunde von Super Mario Kart verwandelt.

Schlaglöcher verursachen Kosten in Milliardenhöhe und können den Verkehrsbetrieb auf Autobahnen, in Städten und sogar auf Flughäfen erheblich beeinträchtigen. Über das bloße Ärgernis hinaus stellen Schlaglöcher in Straßen und Gehwegen eine lebensgefährliche Bedrohung für alle Verkehrsteilnehmenden dar.

In den USA werden Straßenschäden durch Schlaglöcher für bis zu ein Drittel aller tödlichen Unfälle auf den Freeways verantwortlich gemacht. In Indien, wo täglich 10 Menschen durch Schlaglöcher ums Leben kommen, sind sie sogar „tödlicher als der Terrorismus“, wie eine britische Zeitung titelte. 

Zum Ausbessern von Schlaglöchern kommt normalerweise eine Low-Tech-Methode zum Einsatz, bei der Reparaturasphalt in das Loch geschaufelt oder gegossen und von einer Raupe geglättet wird – eine kostengünstige, aber provisorische Lösung. Innovative technologiegestützte Ansätze und neue Werkstoffe, die eine schnelle und nachhaltige Sanierung ermöglichen und vielleicht sogar verhindern, dass Schlaglöcher überhaupt erst entstehen, verheißen jedoch Aussicht auf langfristige Abhilfe.

1. Straßensensoren können Schlaglöcher erkennen und melden

Ohne Erkennung keine Reparatur: Mit dem ePave-Netz aus selbstversorgenden Straßensensoren soll dieser Schritt künftig automatisiert werden. Das ePave-System, ein gemeinsames Projekt der University at Buffalo im US-Bundesstaat New York und der chinesischen Chang'an University, basiert auf drahtlosen Straßensensoren, die durch Piezoelektrizität betrieben werden – d. h. sie können durch mechanische Schwingungen, die von Fahrzeugen verursacht werden, eine Ladung erzeugen. Die Sensoren, die etwa die Größe eines Schlüsselanhängers haben, messen Feuchtigkeit, Druck und andere Problemindikatoren und übermitteln Echtzeitdaten an die zuständigen Behörden vor Ort. Erste Versuche deuten darauf hin, dass die Sensoren über eine Lebensdauer von 20 Jahren funktionsfähig bleiben könnten. Zum Beitrag (in englischer Sprache)

2. Fahrzeuginterne KI unterstützt die schnellere Ausbesserung der Straßenschäden

Der Automobilzulieferer CarVi entwickelt derzeit ein fahrzeuginternes System mit Künstlicher Intelligenz (KI), das Schlaglöcher in Echtzeit erkennt und meldet. Das System ist in das Kollisionswarngerät von CarVi eingebaut und scannt die Fahrbahn mit einem neunachsigen Bewegungssensor, der in eine Windschutzscheibenkamera integriert ist, auf vorhandene und neu entstehende Schlaglöcher. Die erfassten Daten werden mithilfe von Deep-Learning-Techniken analysiert und an die zuständigen Behörden übermittelt. Bei einem Testlauf in San Francisco wurden 300 Schlaglöcher neu erkannt. In Kooperation mit staatlichen Verkehrsbetrieben arbeitet CarVi an der Entwicklung von Algorithmen, die Gefahren priorisieren und Problemstellen identifizieren. Zum Beitrag (in englischer Sprache)

3. Mikrowellen und Magnetit als effektivere Alternative zu Reparaturasphalt

Larry Zanko vom Natural Resources Research Institute der University of Minnesota Duluth arbeitet an der Entwicklung von zwei Lösungen zur Schlagloch-Reparatur unter Nutzung des regional vorkommenden Eisenerzes Magnetit. 

Bei der ersten Methode, die nur für Asphaltstraßen geeignet ist, werden die Schlaglöcher und der umliegende Belag mit Mikrowellen erhitzt und dann mit einer Mischung aus Magnetit und recyceltem Asphalt aufgefüllt. Bei der zweiten Methode – für Beton- und Asphaltstraßen – wird eine mit Wasser aktivierte Magnetit-Aggregat-Mischung ohne Erhitzen in das Schlagloch gegossen. Testanwendungen beider Lösungen hielten über ein Jahr lang. Zum Beitrag (in englischer Sprache)

4. Der Pothole Terminator macht Kratern den Garaus

Der Name ist Programm: Als Erweiterung der Bautechnologie Mechanical Concrete soll der Pothole Terminator Schlaglöcher nicht bloß reparieren, sondern eliminieren. Dabei kommen aus Autoreifen hergestellte Zylinder zum Einsatz, um Schotter oder andere Zuschlagstoffe in dauerhafte Baueinheiten einzuschließen, die das Straßenfundament verstärken und das Kriechen von Werkstoffen verhindern. Die Strukturen sind stabil, durchlässig und erosionsbeständig – und angesichts von fast 300 Millionen Autoreifen, die jedes Jahr auf US-Deponien landen, eine willkommene umweltfreundliche Initiative. Zum Beitrag (in englischer Sprache)

5. Bakterien machen Streusalz unschädlich

In den USA landen jeden Winter fast 20 Millionen Tonnen Streusalz auf den Straßen – das sind knapp 56 kg pro Person. Und obwohl Salz ein wirksames (wenn auch ökologisch umstrittenes und daher in vielen deutschen Kommunen zumindest für die private Räumung verbotenes) Mittel zum Schmelzen von Schnee und Eis ist, verursacht es erhebliche Schäden in Form von Rissen, Beulen und Schlaglöchern. Nun haben Forschende an der Drexel University in Philadelphia möglicherweise einen Weg gefunden, diese zerstörerischen Auswirkungen mit Hilfe von Bakterien zu bekämpfen.

Bei der Behandlung von Straßen mit Salz entsteht Kalziumoxychlorid, das sich im Beton ausdehnt und Risse verursacht, durch die Wasser eindringt und bei Temperaturschwankungen erhebliche Schäden anrichtet. Durch Zugabe eines Bakteriums namens Sporosarcina pasteurii gelang es den Forschenden, den pH-Wert des Betons zu erhöhen, sodass die Wechselwirkung mit Salz ein weniger schädliches Nebenprodukt hervorbrachte: Kalziumkarbonat (Kalkstein). In Versuchen wies der mikrobiell angereicherte Beton keine Risse auf, wenn er mit Kalziumchlorid behandelt wurde. Es sind jedoch noch weitere Untersuchungen erforderlich, um festzustellen, wie lange die Schutzwirkung anhält. Zum Beitrag (in englischer Sprache)

6. Drohnen und 3D-Drucker: ein schlagkräftiges Duo zum Ausbessern von Straßenschäden

Je früher man Schlaglöcher entdeckt, desto einfacher lassen sie sich beheben. Forschende an der britischen Universität Leeds testen ein System, bei dem Straßen von Kameras mit Bilderkennung auf Schadstellen untersucht werden. Anschließend werden mit 3D-Druckern ausgerüstete Drohnen eingesetzt, um Schlaglöcher zu reparieren, sobald sie entstehen. In einem Partnerprojekt am University College London wurde ein hybrides Luft-Boden-Fahrzeug aus Leeds mit einem Asphaltextruder ausgestattet, der eine Genauigkeit von 1 mm erreicht. Die Versuche sind Teil eines universitätsübergreifenden Projekts, in dem erforscht werden soll, wie Roboter in selbstreparierenden Städten zur Sanierung der Infrastruktur und anderen Aufgaben beitragen können. Zum Beitrag (in englischer Sprache)

Die englische Originalfassung dieses Beitrags erschien ursprünglich im Mai 2019 und wurde für die Neuveröffentlichung überarbeitet.