Automatisierung auf Straßenbaustellen

Im Sekundentakt rauschen an der Autobahnbaustelle die Fahrzeuge vorbei. Die Beschäftigten müssen Abgase und Dämpfe einatmen und sind stundenlang dem Lärm und den Vibrationen der Maschinen ausgesetzt. Damit alles reibungslos vorangeht, ist zudem ein enormer logistischer Aufwand erforderlich. Wäre es nicht viel besser, wenn Roboter die Straßen asphaltieren? Und so für mehr Arbeitssicherheit sorgen und zugleich die Einbauqualität der Straßenbeläge verbessern?

Dieses Fernziel formuliert das Forschungsprojekt „Autonom arbeitende Maschinen im Straßenbau 4.0“ unter Leitung der TH Köln. In der Praxis geht es darum, die Arbeitsfunktionen zu automatisieren und die Straßenbaumaschinen zu vernetzen.

Schild Achtung Straßenbauarbeiten
Straßenbauarbeiten (Symbolbild)

Bisher arbeiten die Baumaschinen noch weitgehend unabhängig voneinander. Das soll sich ändern. „Wir ermöglichen den Informationsaustausch zwischen den Maschinenelementen und verbinden sie zu einem Gesamtsystem, das den Arbeitern mehr Sicherheit bietet und ein qualitativ besseres Ergebnis liefert“, erklärt Projektleiter Professor Dr. Alfred Ulrich vom Kölner Labor für Baumaschinen der TH Köln.

Als Ausgangspunkt dient ein 3D-Modell der zu bauenden Straße. Dieses stellt den Sollwert, also das Ziel des Prozesses, dar. Sensoren an den Baumaschinen erfassen den aktuellen Zustand des Belags und ermitteln die Position der Fräse oder der Walzen. Ein System führt die Informationen zusammen und regelt die arbeitenden Antriebe so, dass keine Abweichung mehr zwischen dem 3D-Sollwertmodell der Straße und der Ist-Position der Fräswalze, der Einbaubohle oder der Walzbandage besteht.

Ein Informationssystem auf der Baustelle erfasst jeden Arbeitsschritt. Neben Beschicker, Fertiger und Walze sind auch die Mischanlage sowie die Lastkraftwagen zur Mischgutanlieferung eingebunden. Alle Arbeitsfunktionen werden miteinander verknüpft. Das ermöglicht neue Formen der Qualitätskontrolle. Im Idealfall nimmt das System notwendige Korrekturen an den Arbeitsmaschinen autonom vor.

Das Kölner Labor für Baumaschinen der TH Köln untersucht bereits seit mehr als zehn Jahren die Automatisierung von Arbeitsfunktionen sowie die Wechselwirkung von Arbeitswerkzeug und Baustoff im Straßenbau. In das aktuelle Projekt fließen die Ergebnisse aus mehr als einem halben Dutzend bereits abgeschlossener Forschungsprojekte ein. Projektpartner sind die TU Darmstadt, 3D Mapping, die MOBA Mobile Automation sowie TPA.

Ungeachtet der Frage, ob die Zukunft des Verkehrs auf der Straße liegt oder nicht: In Anbetracht der vielen Baustellen auf Deutschlands Straßen und der Länge der Staus wünschen sich die meisten Autofahrerinnen und Autofahrer nichts mehr als Effizienz im Straßenbau. Und schließlich spricht auch die große Zahl von Arbeitsunfällen auf der Straße für mehr Arbeitssicherheit auf den Straßenbaustellen.

08.02.2018