Wie wirken sich Hitze, Kälte und das Gewicht von Fahrzeugen auf eine Straße aus, über die Schwerlastverkehr und Busse rollen? Wie stark wird die Fahrbahn beansprucht und wie „altert“ sie? Wann muss eine Straße saniert werden?
Diese Fragen sollen in naher Zukunft bald konkreter beantwortet werden können. Die Lösung steckt im Teilprojekt „Strategisches Erhaltungsmanagement“ des Modellprojekts „Smart City“. Vereinfacht gesagt, geht es um softwaregestützte Überwachung direkt aus der Straße heraus. Dafür werden in Fahrbahnen mehrere Achslastsensoren, eine Kontaktschleife sowie Temperatursensoren eingebaut. Die erfassen das Gewicht der Fahrzeuge sowie die Temperaturen auf und in der Fahrbahn und ermitteln daraus deren Zustand. Drei solcher Messstellen gibt es bereits, sie befinden sich auf der Tharandter Straße, der Dohnaer Straße und der Washingtonstraße. In der vergangenen Woche wurde eine weitere auf der B170/ Bergstraße stadteinwärts zwischen Kohlenstraße/Südhöhe und Böllstraße eingebaut. Eine fünfte folgt im August an der Stauffenbergallee, eine sechste wird aktuell geplant.
Achslastsensoren und Wetterdaten
Um eine Messstelle einzubauen, werden 1,75 Meter lange, rund sieben Zentimeter breite und etwa sechs Zentimeter tiefe Rinnen in der Straßenoberfläche gefräst. Da hinein kommen insgesamt acht sogenannte Achslastsensoren, die mit einer Vergussmasse aus Füllstoffen und Epoxidharzbindemittel eingeklebt werden. Für die Kontaktschleife und Leitungen zu den Sensoren werden Schlitze in die Straßenoberfläche gefräst und nach dem Einlegen der Kabel mit einem Schutzstreifen und Bitumen-Vergussmasse wieder verschlossen. Die Sensoren sind mit einem Datenlogger in einem Schaltschrank am Straßenrand verbunden.
Die Achslastsensoren erfassen mit Hilfe eines Piezo-Kristalls das Gewicht eines Fahrzeugs und wandeln es in einen Stromimpuls um. Der wiederum wird in den Schaltschränken getrennt nach Rollspuren von einem Datenlogger erfasst. Dieser kann daraus die einzelnen Radlasten einem Fahrzeug zuordnen und so auch das Gesamtgewicht ermitteln. Gut zu wissen: Durch den zeitlichen Abstand der Sensorimpulse ist auch eine Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit möglich.
Bevor eine Messstelle in Betrieb geht, werden die Achslastsensoren mit einem vorher gewogenen LKW kalibriert. Der fährt mit verschiedenen Geschwindigkeiten zehnmal über die Sensoren, um die gemessenen Werte mit der Kalibrierung des Datenloggers abzugleichen. Vor Ort werden außerdem zusätzlich Wetterdaten erfasst, wie die Windgeschwindigkeit, Niederschlagsmengen und die Lufttemperatur. Dies erlaubt einen Abgleich der Beanspruchung des Asphaltes mit den Witterungsbedingungen.
Kombination mit Zustandsbefahrung
Seit Ende Juni und noch bis September erfasst auch ein orangefarbenes Spezialfahrzeug den Zustand des gesamten Dresdner Straßennetzes. Ausgestattet mit hochpräziser Mess- und Abbildungstechnik wie Laserscanner, Mess-Sensoren und hochauflösende Kameras erhebt es systematisch Daten zu Straßenschäden wie Schlaglöchern, Spurrinnen, Erhebungen und Rissbildungen ab einer Breite von 0,5 Millimetern.
Die mit dem Messfahrzeug gewonnenen Informationen werden mit den Sensordaten der sechs Messstellen im Stadtgebiet ergänzt. Sie sollen künftig eine softwaregestützte Prognose ermöglichen, welche Straßen mit welcher Priorität saniert werden müssen, um sie langfristig zu erhalten. Weil für eine realistische Prognose eine kontinuierliche Erhebung der Daten über mehrere Jahre wichtig ist, fanden bereits 2015 und 2021 solche Befahrungen im Rahmen des Modellprojekts Smart City statt. Die jetzt laufende Messbefahrung umfasst rund 1.830 Kilometer im Dresdner Straßennetz und kostet gemeinsam mit der Auswertung rund 380.000 Euro.
Die Technik für eine Messstelle kostet 60.000 Euro, ihr Einbau etwa 50.000 Euro. Der Gesamtumfang des Projektes „Strategisches Erhaltungsmanagement“ mit Messstellen und Straßenzustandsbefahrung beträgt rund 1,3 Millionen Euro und wird mit KfW-Fördermitteln zu 65 Prozent gefördert, den Rest trägt die Stadt.