{"id":169006,"date":"2025-10-16T07:35:00","date_gmt":"2025-10-16T05:35:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=169006"},"modified":"2025-10-10T14:50:11","modified_gmt":"2025-10-10T12:50:11","slug":"biobasiertes-gewebe-mit-integrierter-sensorik-uberwacht-zustand-von-asphaltstrasen-kontinuierlich","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/biobasiertes-gewebe-mit-integrierter-sensorik-uberwacht-zustand-von-asphaltstrasen-kontinuierlich\/","title":{"rendered":"Biobasiertes Gewebe mit integrierter Sensorik \u00fcberwacht Zustand von Asphaltstra\u00dfen kontinuierlich"},"content":{"rendered":"\n\n
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\"Test<\/a>
Test im Gewerbegebiet: Im ersten Schritt wird das Sensorgewebe \u00fcber den kompletten Stra\u00dfenquerschnitt verlegt.\u00a0\u00a9 Fraunhofer WKI<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Wann eine Stra\u00dfe saniert werden muss, wird derzeit nur vom Zustand der Fahrbahnoberfl\u00e4che abh\u00e4ngig gemacht. Der Zustand der darunterliegenden Asphalttragschicht ist jedoch ein wichtiger Marker, der bisher nur unzureichend ber\u00fccksichtigt werden kann. Um ihn zu beurteilen, gibt es bislang nur indirekte Messverfahren, die lediglich an der Oberfl\u00e4che messen oder durch Bohrung die Stra\u00dfe sch\u00e4digen. Ein neues Monitoringsystem von Fraunhofer-Forschenden und Partnern erkennt Sch\u00e4den fr\u00fchzeitig und \u00fcberwacht den Zustand der Asphalttragschicht kontinuierlich, fl\u00e4chendeckend und zerst\u00f6rungsfrei. Herzst\u00fcck der L\u00f6sung ist ein Sensorgewebe im Asphalt. KI-Algorithmen zur Datenanalyse erg\u00e4nzen das System. Das Zusammenspiel von Sensorik und KI soll k\u00fcnftig helfen, den konstruktiven Stra\u00dfenzustand in Echt-zeit zu beurteilen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Verkehrs- und Umweltbelastungen verursachen bei Stra\u00dfen langfristig Risse und andere M\u00e4ngel im Asphalt. Mikrorisse und Sch\u00e4den in den tiefer liegenden Schichten sind mit blo\u00dfem Auge jedoch nicht erkennbar. Zur Beurteilung des strukturellen Zustands der Asphalttragschicht werden derzeit Bohrkerne entnommen \u2013 ein zerst\u00f6rendes, aufw\u00e4ndiges Messverfahren, das die Stra\u00dfe zus\u00e4tzlich sch\u00e4digt und Stra\u00dfensperrungen erfordert. Zudem kann diese Methode nur lokal sehr begrenzt angewandt werden. Dies f\u00fchrt mitunter zu langwierigen und ineffektiven Stra\u00dfensanierungen, da das ganze Schadensausma\u00df oftmals nicht rechtzeitig erkannt wurde.<\/p>\n\n\n

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\"Stra\u00dfenfertiger<\/a>
Stra\u00dfenfertiger bedecken das Sensorgewebe mit Asphalt. \u00a9 Fraunhofer WKI<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Wie lassen sich Stra\u00dfensanierungen also nachhaltiger, wirtschaftlicher, langfristig und mit weniger Verkehrsst\u00f6rungen als bisher planen? Dieser Aufgabe widmen sich For-schende des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI gemeinsam mit Partnern im Projekt SenAD2 (siehe unten). Sie entwickeln ein intelligentes Mess- und Auswertesystem, mit dem sich der Zustand der Asphalttragschicht kontinuierlich, fl\u00e4chendeckend und zerst\u00f6rungsfrei f\u00fcr eine bessere Planbarkeit von Stra\u00dfensanierungen \u00fcberwachen l\u00e4sst. Das System soll k\u00fcnftig die Bestimmung und Prognose des Degradationsgrades von Asphaltstra\u00dfen erm\u00f6glichen. <\/p>\n\n\n\n

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\u00bbUnser Ziel ist es, langfristiger planen zu k\u00f6nnen, die Ver\u00e4nderung des Stra\u00dfenzustands permanent zu beobachten und darauf basierend Prognosen abzuleiten und in das Instandhaltungsmanagement zu \u00fcberf\u00fchren\u00ab, sagt Christina Haxter, Wissenschaftlerin am\u00a0Fraunhofer WKI.<\/strong> \u00bbDas macht die Stra\u00dfen nicht haltbarer, aber es verbessert die Zustands\u00fcberwachung.\u00ab<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Tr\u00e4gergewebe aus Flachsfasern wird mit elektrisch leitf\u00e4higem Draht verwoben<\/strong><\/h3>\n\n\n
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\"Das<\/a>
Das im Asphalt eingebettete Sensorgewebe soll kontinuierlich Messwerte liefern, aus denen sich Aussagen \u00fcber den internen Zustand der Asphalttragschicht ableiten lassen. \u00a9 Fraunhofer WKI<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Herzst\u00fcck des Systems ist ein Gewebe aus Flachsfasern und Sensorikkomponenten, das sich kosteng\u00fcnstig herstellen und somit fl\u00e4chendeckend einsetzen l\u00e4sst. Der Sensorikdraht mit einem Durchmesser von unter einem Millimeter wird direkt im Webprozess in das Naturfasergewebe integriert, das sich durch eine hohe Verschiebefestigkeit auszeichnet. Hohe Garnst\u00e4rken und gro\u00dfe Garnabst\u00e4nde stabilisieren das Material. <\/p>\n\n\n\n

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\u00bbDas Gewebe muss so ausgelegt sein, dass es zu keiner Gef\u00fcgest\u00f6rung im Asphalt kommt. Auch darf die Sensorik weder beim Webprozess noch beim Einlassen in die Stra\u00dfe gesch\u00e4digt werden\u00ab, erl\u00e4utert die Forscherin.<\/strong> <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Zudem muss es bei Bauarbeiten dem Gewicht von Lkw und Stra\u00dfenfertigern standhalten. Hergestellt wird das Sensorgewebe auf einer Doppelgreifer-Webmaschine des Fraunhofer WKI. Die Webbreite betr\u00e4gt 50 Zentimeter, die L\u00e4nge kann beliebig gew\u00e4hlt werden. <\/p>\n\n\n\n

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Haxter:<\/strong> \u00bbDas Gewebe ist so konzipiert, dass es Installationsbelastungen und Umweltbedingungen standh\u00e4lt, wie wir in ersten Tests nachweisen konnten.\u00ab<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Das im Asphalt eingebettete Sensorgewebe soll kontinuierlich Messwerte liefern, aus denen sich Aussagen \u00fcber den internen Zustand der Asphalttragschicht ableiten lassen. Durch die Belastungen, denen Stra\u00dfen ausgesetzt sind, entstehen Beanspruchungen in der Asphalttragschicht und somit ver\u00e4ndert sich auch der Zustand der elektrisch leitenden Sensorik. Die Dehnung des Sensormaterials ver\u00e4ndert seinen elektrischen Widerstand. Dies l\u00e4sst sich messen \u2013 die Widerstands\u00e4nderung kann in Relation zu den Besch\u00e4digungen der Asphalttragschicht bzw. zum Stra\u00dfenzustand gebracht werden. Der Sensordraht wird an der Seite der Stra\u00dfe an eine Messeinrichtung angeschlossen, die die Daten speichert und an die Auswertesoftware \u00fcbertr\u00e4gt.<\/p>\n\n\n\n

Effektives Zusammenspiel von Digitalisierung, Sensorik und KI f\u00fcr die Stra\u00dfeninstandhaltung<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Eine weitere Innovation des Projekts liegt in KI-Verfahren zur Analyse der Daten aus der Asphalttragschicht. Neu daf\u00fcr entwickelte Berechnungsmodelle bestimmen den aktuellen Zustand des Stra\u00dfenbelags und prognostizieren zugleich den zu erwartenden Sch\u00e4digungsverlauf. Auf dieser Basis k\u00f6nnen Stra\u00dfenbauverwaltungen fr\u00fchzeitig erforderliche Stra\u00dfenerhaltungsma\u00dfnahmen initiieren und zeitlich und finanziell in ihre Planungen integrieren. Die Visualisierung der Daten erfolgt \u00fcber eine im Projekt entwickelte Internet-Plattform mit Dashboard. Geplant ist, f\u00fcr Beh\u00f6rden, Anlieger, Unternehmen, Verkehrsteilnehmer und sonstige Betroffene von Bau- und Erhaltungsma\u00dfnahmen alle relevanten Informationen \u00fcber die Plattform aufzubereiten und zur Verf\u00fcgung zu stellen.<\/p>\n\n\n\n

Tests im Gewerbegebiet<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Nach ersten erfolgreichen Machbarkeitstests im Labor finden derzeit Tests mit einem Demonstrator auf einer ebenen Probestrecke in einem Gewerbegebiet statt. Das Sensorgewebe ist \u00fcber den kompletten Stra\u00dfenquerschnitt verlegt und somit \u00fcber die Breite der gesamten Fahrspur eingebracht. Auswertemessknoten erfassen bei \u00dcberfahrung des Demonstrators die Widerstands\u00e4nderungen in der Sensorik. Erste Testmessungen zeigen, dass das System die durch die \u00dcberfahrten eines Belastungsfahrzeugs (Test-Lkw) hervorgerufenen Verformungen erfassen kann. Dabei werden in den Messergebnissen sowohl die unterschiedlichen Achslasten als auch die Achskonfiguration des Fahrzeugs deutlich erkennbar.  <\/p>\n\n\n\n

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Projekt SenAD2<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Machine Learning-basiertes Degradationsmonitoring f\u00fcr Asphaltstra\u00dfenbefestigungen<\/p>\n\n\n\n

F\u00f6rdergeldgeber:<\/strong> Bundesministerium f\u00fcr Verkehr<\/p>\n\n\n\n

Projektpartner<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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\u2022 Uhlig & Wehling GmbH Ingenieurgesellschaft (Konsortialf\u00fchrer)
\u2022 AS+BE Asphalt- und Betonstra\u00dfenbau GmbH
\u2022 Time4Innovation UG
\u2022 Fraunhofer WKI
\u2022 Hochschule Magdeburg-Stendal
\u2022 Hochschule Hannover<\/p>\n\n\n\n

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