Laser-Messung der Qualität und des Zustands von Fahrbahnoberflächen
Bei einer reibungslosen Fahrt denken die wenigsten Fahrer darüber nach, dass sich die Straßen unter ihren Reifen abnutzen. Erst wenn der Straßenbelag beginnt, sich zu verschlechtern, und Risse und Löcher entstehen, wird die konstante Beanspruchung des Straßennetzes zum Problem. Im Idealfall müssten sich die Fahrer nie über den Zustand der Straßen Gedanken machen, da jede Beschädigung von einem unauffälligen, schnellen und effizienten Überwachungssystem erkannt werden würde, lange bevor es zu einem Problem wird. Ein derartiges System wird jetzt von Forschern der Forschungsgruppe "Laser Scanning" am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg entwickelt. Der neue Laserscanner, an dem sie arbeiten, ist nicht größer als ein Schuhkarton und darüber hinaus kostengünstiger, schneller und genauer als alle anderen gegenwärtig angewandten Methoden. Ein einzelner hochauflösender Laserscanner genügt, um die Fahrbahnoberfläche auf einer Breite von vier Metern zu vermessen. Der "Pavement Profile Scanner PPS" (PPS) des IPM ist in drei Metern Höhe am Messfahrzeug befestigt. In dessen Innern rotiert ein achtseitiger Spiegelkörper, der den Laserstrahl quer zur Fahrtrichtung über die Straße lenkt. Das Signal wird vom Asphalt zurück auf den Scanner reflektiert und trifft dort auf einen speziellen Detektorchip. Aus der Laufzeit des Laserlichts lässt sich dann die Distanz zwischen Scanner und Straßenoberfläche bestimmen. Die Genauigkeit liegt dabei zwischen 0,15 und 0,3 Millimeter. Breite Anbauten am Fahrzeug wie bei herkömmlichen Messapparaturen sind nicht nötig. Es muss lediglich dafür gesorgt werden, dass Orientierung und Position des Messfahrzeugs bestimmt werden können. Dies geschieht durch den Einsatz des globalen Navigationssatellitensystems GNSS und eines inertialen Messsystems. "Die Messung ist unabhängig von äußeren Lichteinflüssen und kann bei Geschwindigkeiten von bis zu 100 km/h erfolgen", erklärt Dr. Alexander Reiterer, Leiter der Forschungsgruppe "Laser Scanning". Erste Praxistests hat der "Pavement Profile Scanner PPS" des IPM bereits bestanden Deutschlandweit insgesamt 15 000 Kilometer Autobahnen und Bundesstraßen hat man zusammen mit den Straßengutachtern der Firma Lehmann + Partner GmbH seit Sommer letzten Jahres gescannt. Im Frühjahr nehmen die Vermessungsprofis die Start- und Landebahnen des Hamburger Flughafens unter die Lupe. Es ist kein Zufall, dass das Laserprojekt seinen Sitz in Deutschland hat. Das deutsche Straßennetz umfasst zirka 626 000 Kilometer und ist 470 Mrd. EUR wert. In vielen Gemeinden machen die Fahrwege über 60 Prozent des kommunalen Anlagevermögens aus. Doch dieser Wert droht zu verfallen. Viele der Strecken sind über 30 Jahre alt. Witterung und vor allem Verschleiß haben den Asphalt- und Betonbelägen stark zugesetzt. "Die durchschnittliche Lebensdauer einer Straße beträgt etwa 30 Jahre; die Asphaltdecke kommt meist nur auf zwölf Jahre", erklärt Dr. Dirk Ebersbach, Geschäftsführer von Lehmann + Partner. Denn trotz des Bemühens, mehr Verkehr auf Schienen- und Wasserwege zu verlagern, laufen immer noch 65 Prozent des Güter- und 82 Prozent des Personenverkehrs über Straßen. Nicht nur die Berichte über zunehmende Schäden nehmen deshalb zu, auch das Budget zur Erhaltung des Netzes steigt stetig: 2016 soll es ein historisches Hoch von 3,5 Mrd. EUR erreichen. Angesichts derartiger Kostenprognosen sind effiziente Methoden für die Instandhaltung der Straßen von zentraler Bedeutung, und das nicht nur in Deutschland, sondern in ganz Europa. "Zukünftig wollen wir nicht nur die Ebenheit einer Straße untersuchen, sondern auch gezielt kleinste Risse aufspüren. Das beugt Schäden besser vor. Bislang wird das noch mit Kameras gemacht", schildert Dr. Reiterer.Weitere Informationen sind abrufbar unter: http://www.fraunhofer.de
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