Innovative Technik für vollautonomen Asphalteinbau auf der Autobahn 9 bei Graz erfolgreich in der Praxis erprobt

• Demonstrationsstrecke für Robotik- und Modul-Lösungen des EU-weiten Forschungsprojekts InfraROB
• Automatisierungstechnik soll Arbeits- und Verkehrssicherheit bei Bau und Instandhaltung von Straßen verbessern
• Mobile Roboter übernehmen Baustellen-Absperrung, Fahrbahn-Markierung und Reparatur von Asphaltdecken

Im Rahmen laufender Sanierungsarbeiten auf der A 9 haben das STRABAG-Kompetenzzentrum TPA und seine Partnerinnen im EU-weiten Forschungsprojekt InfraROB (9/21–3/25) einen Teil ihrer neu entwickelten Automatisierungstechnik erfolgreich in der Praxis erprobt. Die innovativen Lösungen sollen insgesamt dazu beitragen, die Sicherheit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit beim Bau von Straßen und bei ihrer Instandhaltung nachhaltig zu verbessern. Seit rund drei Jahren und verteilt auf fünf InfraROB-Teilprojekte arbeiten daran insgesamt 15 Unternehmen und Forschungsinstitute aus acht Ländern unter Federführung der spanischen Universität Vigo.

Verbesserung von Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz

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 Autobahnbetreiberin und 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,

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).

Forschungsprojekt:

InfraROB: Aufrechterhaltung von Zustand, Leistungsfähigkeit und Sicherheit der Straßeninfrastruktur durch autonome robotisierte Lösungen und Modularisierun

• AIPSS (IT)
• ASFINAG (AT)
• CECE (BEL)
• FEHRL (BEL)
• IMC Infrastructure Management Consultants (CH)
• INSITU (ES)
• MOBA Mobile Automation AG (DE)
• RINA-C (IT)
• TesiSystem (IT)
• TH Köln (DE)
• TinyMobileRobots (DK)
• TPA GmbH (STRABAG-Kompetenzzentrum, DE)
• TU Darmstadt (DE)
• Universidade do Minho (Braga, POR)
• Universidade de Vigo (ES, Koordination)

Gefördert durch: EU-Förderprogramm für Forschung und Innovation Horizon 2020