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Asphaltgold.

30 Millionen Kilometer Präzision.

Im Bau der Straße liegt eine Komplexität verborgen, die man ihr nicht auf den ersten Blick ansieht. Damit eine Straße vom Erdreich gehalten werden kann, muss dieses zunächst verdichtet werden. Bevor die erste Schicht aufgetragen wird, muss der Grund dann oft noch durch Beigabe von Asphalt, Kalk oder Zement gefestigt werden. Dann folgt eine Kies- oder Schotterlage, die die Straße gegen Frost schützt. Auf diese sogenannte “ungebundene Tragschicht” folgt die “gebundene”, die das eigentliche Bild der Straße prägt: Asphalt, Pflaster oder Beton.

Der Autobahn gebührt die Krone der Straßenbaukunst, es ist ihre höchste technische Vollendung. Für nur einen einzigen Kilometer derselben rasen unzählige LKW-Ladungen im Minutentakt zu riesigen Maschinen mit Namen wie “Gleitschalungsfertiger”, tonnenschweren Fabriken auf Rädern. Dabei müssen die Giganten durch sensible Fühler mit höchster Präzision gesteuert werden: Der Anschluss zwischen zwei Straßen darf nur einen Spielraum von 4 Millimetern aufweisen.

Straßen ohne Alter.

Neben Asphalt, der den Großteil der deutschen Straßendecken ausmacht, gewinnt Beton als Baustoff immer mehr an Aufwind. Zwar 20-30% teurer als sein schwarzer Widersacher, ist Beton jedoch belastbarer und gegen Hitze widerstandsfähiger. Eine weit über doppelt so lange Haltbarkeit von bis zu einem halben Jahrhundert wird erreicht, und wenn es nach Forschern der Universität Delf geht, könnten sich die Betonstraßen der Zukunft sogar selbst heilen. Das Team mischte Bakterien in den Beton, die bis zu 200 Jahre in der Fahrbahn schlummern können. Bilden sich Risse, dringt also Feuchtigkeit zu den Mikroben, produzieren sie Kalk: Die Straße schließt sich wieder.

Für die Versorgung der verschiedenen Sensoren plant das Bundesamt zudem die Integration von Piezoelementen in der Fahrbahn, um durch den Druck der Fahrzeuge Strom zu produzieren.

Die digitale Straße.

In die Autobahnen sollen, wenn es nach dem Bundesamt für Straßenbau geht, überall Bewegungs- oder Drucksensoren integriert werden, um etwa Verkehrsaufkommen oder Verschleiß zu messen. Heute noch wird die Anzahl der Fahrzeuge oder der Zustand der Fugen zwischen den Betonplatten per Sichtprüfung festgestellt. Die smarten Straßen würden hingegen melden, wenn sie zu stark befahren sind oder eine Reparatur erfolgen muss. Die Detektion eines Schlaglochs oder eines Staus kann auch direkt an vernetzte Wagen weitergeleitet werden. Straßenbauer können die Anforderungen an Straßen viel präziser erfassen.

Die digitale Straße.

In die Autobahnen sollen, wenn es nach dem Bundesamt für Straßenbau geht, überall Bewegungs- oder Drucksensoren integriert werden, um etwa Verkehrsaufkommen oder Verschleiß zu messen. Heute noch wird die Anzahl der Fahrzeuge oder der Zustand der Fugen zwischen den Betonplatten per Sichtprüfung festgestellt. Die smarten Straßen würden hingegen melden, wenn sie zu stark befahren sind oder eine Reparatur erfolgen muss. Die Detektion eines Schlaglochs oder eines Staus kann auch direkt an vernetzte Wagen weitergeleitet werden. Straßenbauer können die Anforderungen an Straßen viel präziser erfassen.

Für die Versorgung der verschiedenen Sensoren plant das Bundesamt zudem die Integration von Piezoelementen in der Fahrbahn, um durch den Druck der Fahrzeuge Strom zu produzieren.

Zeichen auf dem Asphalt.

Bisher werden insbesondere Verkehrsströme von Sensoren in der Fahrbahndecke erfasst, aber nicht geleitet. Dafür greift man noch auf klassisch analoge Fahrbahnmarkierung zurück. Doch im Zeitalter der Digitalisierung kann man auch die Farbe ein bisschen klüger machen – das hat sich ein dänisches Designstudio gedacht und die Fahrbahnmarkierungen der Zukunft entwickelt. Die Farben sind wetter- und tageszeitabhängig. In der Nacht fangen sie an zu leuchten, bei Frost treten temperatursensitive Markierungen in Form von Schneeflocken in Erscheinung. Nun dienen Straßenmarkierungen vor allem der Trennung von Spuren. Manchmal werden sie durch elektronische Schilder unterstützt, die die Spuren je nach Auslastung einer der beiden Fahrbahnseiten zuordnen.

Aber brauchen wir im Zeitalter der autonomen Automobilität überhaupt noch Spurmarkierungen?

Bildet eine Gasse.

Ein Auto, dass automatisch Abstände hält und mit allen anderen Fahrzeugen im Umkreis kommuniziert, könnte auch ohne Markierungen auf der Fahrbahn auskommen. Blitzschnell würden die Wagen selbst entscheiden, ob sie nicht die eigene Spur für den Gegenverkehr frei machen oder gar eine völlig neue eröffnen sollten. Diese Form des Verkehrs wäre nicht nur dynamischer, sondern auch sicherer: Rettungsgassen könnten sich wesentlich schneller bilden, wenn die autonomen Autos von den Kranken- oder Polizeiwagen schon Minuten vor Ankunft gewarnt würden. Je nach Verkehrslage könnte eine zwei- plötzlich zu einer dreispurigen Autobahn werden. Die Sensoren in der Straße würden hier sofort mitdenken und die veränderte Verkehrslage in die Routenberechnung einfließen lassen.

Immer auf dem Weg.

Denken wir noch weiter: Wozu sollte es Schilder geben, wenn z.B. die Tempolimits flexibel an die Verkehrssituation angepasst werden? Welche Geschwindigkeit zu welcher Zeit die ideale ist, könnte der Schwarmintelligenz der autonomen Fahrzeugflotte überlassen werden. Auch vor scharfen Kurven muss nicht gewarnt werden. Sie sind bereits im Navigationssystem vorgemerkt oder werden von weit vorausschauenden Kamerasystemen erkannt, Witterungs- oder Straßenbedingungen werden durch die Reifen erfasst. Sogar Ampeln könnten vollständig abgeschafft werden. Nach Konzepten des MIT und Untersuchungen der Universität Clemson ist es möglich, die Anzahl an Kreuzungen wartender Autos durch fahrerlose Steuerung um 99% zu reduzieren. Die nächste Stufe der Perfektion? Light Traffic statt Traffic Light! Die Straße der Zukunft wird die Anzahl der Parkplätze verringern. Damit sind freilich nur die Markierungen genannt. In Zukunft melden Sensoren, die wie Tattoos auf dem Asphalt aufgebracht werden, freie Stellen.

Da sie die Länge der Autos mit einbeziehen können, wird die Anzahl der Parkplätze dynamisch. Derzeit arbeiten BMW und INRIX an einer Echtzeit-Analyse der Bewegungsdaten ein- und ausparkender Autos via GPS. So soll statistisch abgeleitet werden, wo die Wahrscheinlichkeit für freie Parkplätze am höchsten ist. Diese Aufgabe kann bald die Straße den Satelliten abnehmen.

Selbst die letzte Zwangspause – das Tanken – könnte bei Elektroautos entfallen. Zunächst wird eine Straße auch Strom produzieren können – wenn zum Beispiel Solarzellen in die Oberfläche integriert sind. Dies ist kein Hirngespinst: Fahrradwege in den Niederlanden und Straßen in Frankreich oder den USA liefern bereits emissionsfreien Strom. Der könnte dann direkt in die Autos eingespeist werden. Durch in die Fahrbahn integrierte Induktionsspulen werden Ladestationen zunehmend überflüssig. In Seoul, das ohnehin eine Vorreiterrolle unter den Smart Cities einnimmt, sind solche Spulen bereits in den Asphalt eingebettet, so dass sich Nahverkehrsbusse an Haltestellen kabellos aufladen.

Bahn frei.

Eine Straße voller autonomer Autos, ohne Spurmarkierung, ohne Schilder, ohne Ampeln, ohne Tankstellen. Klingt noch ganz und gar außergewöhnlich – ist aber möglich. Je flüssiger der Verkehr, desto sicherer und schneller sind alle am Ziel. Apropos Geschwindigkeit: Wäre ein Auto nicht dann am schnellsten, wenn die Straße selbst es beschleunigen würde? Eine solche Überlegung führte zu den vielen Tests von Magnetschwebebahnen. Die deutschen Transrapid-Versuche mögen unvollendet geblieben sein, aber vielleicht rasen die Autos von übermorgen tatsächlich lautlos über unzählig verzweigte elektromagnetische Felder, von der Kraft der Sonne angetrieben. Als noch Zeppeline durch die Luft flogen, stellten sich die Stadtplaner des frühen 20. Jahrhunderts Straßen auf vielen Ebenen vor, bis in den Himmel sollten sie ragen. Ob sich ihre Träume eines Tages erfüllen?

Autoren: Christian Geiss und Leo Burkhardt