Neue Lasertechnik misst bei 100 km/h den Zustand von Straßen
Ein neuer Laserscanner kann die Oberflächenschäden von Straßen ungewöhnlich schnell und genau erfassen. Mit bis zu 100 km/h ist der Messwagen unterwegs und tastet mit einem Laserstrahl die komplette Straßenbreite ab. 15.000 Straßenkilometer wurden mit der von Fraunhofer-Forschern entwickelten Technik bereits gescannt.
Mit einer neuen Scanner-Technik lässt sich der Zustand von Fahrbahnflächen besser überwachen und Schäden früher erkennen. Dadurch wird die Sanierung einfacher und günstiger.
Foto: dpa
Das deutsche Straßennetz mit einer Gesamtlänge von 626.000 Kilometern hat einen geschätzten Wert von 470 Milliarden Euro. Ein Vermögen, das sorgsam gepflegt werden will, zumal 65 Prozent des Güter- und 82 Prozent des Personenverkehrs über die Straße läuft. Um die durchschnittliche Lebensdauer einer Straße von 30 Jahren – eine Asphaltdecke bringt es meistens nur auf 12 Jahre – nicht noch weiter zu verringern, ist die rechtzeitige Sanierung wichtig. Schäden in tiefer liegenden Schichten der Straße kann man dadurch vermeiden.
Unebenheiten im frühen Stadium entdecken
Bisher war es umständlich und teuer, den aktuellen Zustand einer Straße zu ermitteln und Schäden an Asphalt und Beton genau zu erfassen. Die Forschungsgruppe „Laser Scanning“ vom Fraunhofer Institut für Physikalische Messtechnik in Freiburg und das Erfurter Unternehmen für Straßengutachten Lehmann + Partner haben nun gemeinsam einen Laserscanner entwickelt, der die Straßenoberfläche genauestens abtastet. Unebenheiten und Verformungen wie zum Beispiel Spurrinnen kann man so in einem frühen Stadium entdecken.
Fraunhofer-Forscher und Ingenieure des Erfurter Unternehmens für Straßengutachten Lehmann + Partner haben den Laserscanner gemeinsam entwickelt, der Straßenoberflächen sogar bei Tempo 100 zuverlässig erfasst.
Quelle: Lehmann + Partner, Erfurt
Anders als bei bisher benutzten Messgeräten sind bei dem neuen hochauflösenden Scanner keine aufwendigen Aufbauten am Messfahrzeug notwendig. Der Scanner passt in einen Schuhkarton. In seinem Innern rotiert ein achtseitiger Spiegelkörper, der den Laserstrahl mit einem Öffnungswinkel von 70 Grad quer zur Fahrtrichtung lenkt. Damit kann der Scanner die komplette Straßenbreite von vier Metern abtasten.
Mit genauer Messtechnik kleinste Risse aufspüren
Das erfasste Signal wird vom Asphalt 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 zwischen 0,15 und 0,3 Millimeter und ist unabhängig von äußeren Lichteinflüssen. Während ein globales Navigationssatellitensystem die Position bestimmt, kann das Messfahrzeug mit bis zu 100 Stundenkilometern unterwegs sein und gleichzeitig scannen.
Die Bundesanstalt für Straßenwesen hat den „Pavement Profile Scanner PPS“ bereits offiziell zugelassen. Die Voraussetzungen dafür hatten die Entwickler erbracht: Die Messgenauigkeit sollte bei mindesten 0,3 Millimeter liegen und der Laser durfte für die Augen nicht gefährlich sein.
Inzwischen haben die Straßengutachter von Lehmann + Partner bereits 15.000 Kilometer Straßenoberfläche auf Autobahnen und Bundesstraßen gescannt. Im Frühjahr 2013 wollen sie die Start- und Landebahnen des Hamburger Flughafens untersuchen. Gleichzeitig arbeiten die Forscher an einer Verfeinerung der Messtechnik und haben bereits einen verbesserten Prototyp gebaut. Diese neue Scannerversion misst mit einer Frequenz von zwei Megahertz, das entspricht zwei Millionen Messungen pro Sekunde. Das ist doppelte Messgeschwindigkeit des aktuellen Modells. Damit will man zukünftig nicht nur die Ebenheit der Straße untersuchen, sondern auch gezielt kleinste Risse aufspüren.
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