Im Rahmen laufender Sanierungsarbeiten auf der A 9 haben das STRABAG-Kompetenzzentrum TPA und seine Partnerinnen im EU-weiten Forschungsprojekt InfraROB den vollautonomen Asphalteinbau sowie selbstfahrende Absperr-Pylonen erfolgreich in der Praxis erprobt. Mobile Roboter übernehmen Baustellen-Absperrung, Fahrbahn-Markierung und Reparatur von Asphaltdecken.

Ein vollautonom steuernder Fertiger hat den Asphalt auf dem 180 Meter langen Erprobungsabschnitt bei Spielfeld komplett automatisch eingebaut – Umsetzung und Logistik koordinierte ein STRABAG-Team aus Graz; die InfraROB-Partnerin ASFINAG stellte die Demonstrationstrecke zur Verfügung. Die TPA und ihre drei deutschen Partnerinnen im InfraRoB-Teilprojekt 1 haben damit ihr zentrales Ziel erreicht: Die nun entwickelte automatische Steuerung ist das fehlende Teilstück für den vollautonomen Asphalteinbau; sie ergänzt die innovative Mess- und Sensortechnik, die MOBA AG, TH Köln, TU Darmstadt und TPA bereits im deutschen Forschungsprojekt „Robot – Straßenbau 4.0“ erfolgreich auf die Straße gebracht haben. Die Automatisierung des Asphalteinbaus könne Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz auf Straßenbaustellen nachhaltig verbessern, betont Sebastian Czaja, Leiter der TPA-Gruppe PSS (Prozessstabilität im Straßenbau): „Das Einbaupersonal wird künftig zunehmend Controller-Aufgaben übernehmen. Es kann so auf mehr Distanz zum fließenden Verkehr arbeiten und ist damit auch weniger den Dämpfen und Aerosolen beim Einbau ausgesetzt.“

Sensorkabel automatisch in Asphaltdecke integriert
Für die autonome Steuerung hat die MOBA (Mobile Automation) AG ein Modul entwickelt, das direkt an die digitale CAN-Bus-Schnittstelle des Asphaltfertigers angeschlossen wird und die Maschine mit den Soll-Daten des Einbauabschnitts füttert. Objekterkennungssensorik und Satellitennavigation (GNSS) halten den Fertiger beim Einbau dynamisch auf dem passenden Kurs. Zweite Innovation aus dem InfraROB-Teilprojekt 1: Durch ein neu entwickeltes Fertiger-Anbauteil wurde direkt beim Asphalteinbau auf dem A 9-Teilstück auch ein sensorbestücktes Glasfaserkabel (FOS-Kabel) erfolgreich in die Deckschicht integriert. Die verbauten Temperatur- und Bewegungssensoren geben Aufschluss über die Belastung der Asphaltdecke im Betrieb. Diese Daten lassen sich perspektivisch für die Bestandsüberwachung zur Straßenerhaltung nutzen.

Mobile Roboter übernehmen Absperrung und Markierung
Innovative Robotik aus dem Projekt InfraROB könnte künftig weitere Arbeitsschritte auf Straßenbaustellen automatisieren und damit Unfallrisiken für das Personal und Verkehrsteilnehmende deutlich senken. So übernahmen mobile Sicherheitskegelroboter die Absperrung der Erprobungsstrecke: Koordiniert und vernetzt über eine Drohne (RPAS) sorgte ein Schwarm autonom fahrende Pylonen (Kegelroboter) mit Objekterkennungssensoren für den Sicherheitsabstand zum fließenden Verkehr (Teilprojekt 4). Im Nachgang zum Asphalteinbau werden außerdem Ende Oktober kleine autonome Dreirad-Roboter mit Farbtank die Fahrbahn markieren (Teilprojekt 2). Ein ähnlich aufgebauter mobiler Roboter mit 3D-Druckkopf wurde in dem InfraROB-Teilprojekt für die Straßeninstandhaltung entwickelt: Über seinen 3D-Druckkopf soll er künftig mit einer Kaltasphaltmixtur autonom Schlaglöcher und Risse reparieren. Modulare Vorfertigung soll die Wirtschaftlichkeit von Straßenbau-Projekten verbessern: Die InfraROB-Partnerinnen im Teilprojekt 3 haben multifunktionale Schutzwandmodule entwickelt, die Schutzplanke, Rinne, Bordstein und Regenwasserkanal effizient in einem All-in-one-Betonfertigteil vereinen. Im Forschungsprojekt wurden darüber hinaus auch Modelle konzipiert, wie sich die InfraROB-Lösungen zur Verbesserung der Arbeits- und Verkehrssicherheit in die Systeme zur Straßenerhaltung (PMS) und zum Verkehrsmanagement (TMS) integrieren ließen (Teilprojekt 5).

„Die Bedeutung und Zukunft der InfraROB-Automatisierungstechnik ist aus Anwenderperspektive enorm. Diese Technologien reduzieren nicht nur die körperliche Belastung der Arbeiter und reduzieren somit das Unfallrisiko, sondern erfassen kontinuierlich wichtige Parameter für die Qualitätssicherung, die besonders interessant für Straßenbetreiber sind.“, sagte Kristina Wittmann, Straßenoberbauexpertin bei ASFINAG.