Technik

Smarter Straßenbelag: Nie mehr Schlaglöcher im Asphalt?

von Carola Franzke

Schlaglöcher im Straßenbelag machen sich nicht gut in Smart Citys - was heute schon ein Ärgernis ist, soll der Asphalt der Zukunft ganz verhindern.

Eine mehrspurige Straße, deren Asphalt in verschiedenen Grautönen gefärbt ist.
Das geht glatt: Forscher aus der Schweiz und den USA arbeiten daran, dass sich Asphalt künftig ganz einfach reparieren lässt – oder sich sogar selbst flickt. Foto: Shutterstock/travelview

Das erfahren Sie gleich:

  • Warum Schlaglöcher in Smart Citys zu einem echten Problem werden können
  • Wie Forscher in der Schweiz einen Straßenbelag mit Selbstheilungskräften entwickelt haben
  • Welche Methoden Minnesota gerade testet, um den Asphalt auf den Straßen zu reparieren

Smarter Straßenbelag ohne Schlaglöcher

In Zürich forschen Wissenschaftler an einem Straßenbelag, der keinen Verschleiß zeigt und sich selbst reparieren kann. In Zukunftsvisionen fahren smarte Autos auf smarten Straßen durch smarte Citys – da stören Schlaglöcher nicht nur in ästhetischer Hinsicht.

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Straßenbelag mit Selbstheilungskräften

Die Entwicklung eines quasi selbstheilenden Straßenbelags ist eine Kooperation der renommierten ETH in Zürich und des Straßenbau-Labors am Forschungsinstitut EMPA.

Die Forschung hat bisher gezeigt, dass Schlaglöcher ihren Anfang in sogenannten Mikrorissen im Asphalt nehmen. Diese kleinsten Risse resultieren aus Temperaturschwankungen und Verkehrsbelastungen. Nach einer Weile entstehen daraus dann ernste Schäden im Straßenbelag.

Die Methode, an der die Schweizer forschen, klingt einfach und absolut genial. Dem normalen Asphaltgemisch, das aus Bitumen und kleinen Steinpartikeln besteht, mischen sie magnetische Nanopartikel bei.

Diese winzigen magnetischen Teilchen — das kann beispielsweise Eisenoxid sein — reagieren auf Magnetfelder und versuchen, sich im Magnetfeld auszurichten.

Bewegt man nun ein Magnetfeld über den Straßenbelag, bewegen sich die Nanopartikel ebenfalls und erzeugen dadurch Wärme. Der Temperaturanstieg wiederum verflüssigt das Bitumen im Asphalt.

Der Projektleiter Etienne Jeoffroy erklärt: „Man könnte die Straßen einmal im Jahr aufwärmen, so dass sich das Bitumen im Asphalt verflüssigt und die Mikrorisse verschließt, bevor Probleme entstehen können.“

Die Methode erinnert ein wenig an die selbstheilenden Smartphone-Displays, deren Grundstein ein Student an einer chinesischen Uni durch einen glücklichen Zufall legte.

Haltbare Asphalt-Reparaturmethoden

Bisher steht reparieren sehr viel höher im Kurs als neu zu asphaltieren. Das bedeutet: Teergemisch ins Schlagloch kippen, verdichten, weitermachen. Doch diese herkömmliche Methode zur Asphalt-Reparatur hält meist nur eine Saison.

Der Bergbauingenieur Larry Zanko von der Universität von Duluth (Minnesota) versucht dennoch einen Weg zu finden, um solches Straßenflickwerk haltbarer zu machen. Zanko experimentiert dabei mit zwei verschiedenen Verfahren, die beide mit Magnetit arbeiten: Das ist ein Eisenerz, das unter anderem in den Minen in Minnesota vorkommt.

Die eine Methode funktioniert nur bei Schlaglöchern in Asphalt. Dabei wird die direkte Umgebung des Schlaglochs mit Mikrowellen erwärmt und dann ein Gemisch aus Magnetit und recyceltem Asphalt hineingefüllt.

Der vorhandene Straßenbelag wird Teil der Reparatur selbst.

Larry Zanko, Universität von Duluth

Abschließend wird auch die Füllung nochmal mit Mikrowellen „gebacken“. Zanko sagt: „Durch die Mikrowellen verbindet sich die Füllmasse mit dem Asphalt zu einer geschlossenen Einheit.“

Die zweite Methode, mit der Zanko in Minnesota experimentiert, nennt er „Rapid Patch“, also Schnell-Reparatur. Dieses Verfahren funktioniert bei Löchern in Asphalt und in Zement.

Der Ingenieur vermengen dafür Magnetit und eine Art Schnellzement mit Wasser und gießen die Mischung in die Löcher. Schon eine halbe Stunde danach lässt sich die Straße wieder befahren.

Komplett neu ist teurer

Nicht immer ist es möglich, ganz neu zu asphaltieren, und nicht jede Gemeinde kann sich neue Straßen leisten – gute Gründe, um in haltbare Reparaturmethoden zu investieren.

Updates

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Das findet auch das amerikanische Verkehrsministerium und die privatwirtschaftlichen Unternehmen, die bereits in Larry Zankos Projekt investiert haben.

Magnetit-Gemische und Mikrowellen sollen innerhalb der nächsten Jahre auf den Markt kommen und könnten das Schlagloch-Problem in vielen Städten erst einmal beheben. So lassen sich die modernsten Straßen der Welt aber auch herkömmliche Fahrbahnen flicken.

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