KI für den Strassenbau: Wann ist der Beton auf der Fahrbahn fest genug?
Ist der Beton auf der Autobahn schon fest genug? Im Beton verbaute Sensoren sollen dem Bauunternehmen signalisieren, wann der Beton seine höchste Festigkeit erreicht hat und die Fahrbahn für den Verkehr freigegeben werden kann. Forscher der Purdue University (USA) wollen so für umweltfreundlichere Strassenbauprojekte und für flüssigeren Verkehr sorgen.
Quelle: Jamie Street, Unsplash
Sensoren sollen für weniger Umtriebe auf Strassenbaustellen sorgen - und dafür, dass weniger oft nachgebessert werden muss.
Konkret sollen die Sensoren das Abbinden des Betons überwachen und dann über das Smartphone die Verantwortlichen benachrichtigen, wann die höchste Festigkeit erreicht ist. Der Gedanke dahinter: Auf diese Weise kann der neu aufgebrachte Beton davor bewahrt werden, dass er vorzeitig verschleisst.
Die Sensoren sind über Kabel mit einem sogenannten Datenlogger am Rand der Autobahn verbunden. Dieser leitet die Sensordaten weiter. «Staus wegen Sanierungen von Infrastrukten kosten in den USA pro Jahr vier Milliarden Stunden Zeit, und sie verschwenden rund elf Milliarden Liter Treibstoff», erklärt Forschungsleiterin Luna Lu. Laut der Wissenschafterin lässt sich solches hauptsächlich auf unzureichende Kenntnisse der Festigkeitsstufen von Beton zurückzuführen. «Noch bestimmt man den Grad des Abbindens, indem man Proben entnimmt, die im Labor untersucht werden. Weil die Randbedingungen selten stimmen, ist diese Methode so unzuverlässig, dass der Beton meist schon vor seiner optimalen Festigkeit befahren wird und entsprechend früher repariert werden muss.»
Wenn Künstliche Intelligenz das Rezept für den perfekten Betonmix kennt
Parallel dazu entwickelt Lu mit ihrem 2021 gegründeten Unternehmen Wave Logix ein auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierendes Verfahren, mit dem der für jeden Bauabschnitt perfekten Mix aus Beton, Sand und Zement ermittelt werden kann – und ebenso die jeweils optimale Körnigkeit des Bindemittels.
Die KI bezieht dabei das Klima auf der Baustelle und das aktuelle Wetter mit ein. So erfordert ein Betonguss mitten im Winter in Indiana zum Beispiel einen anderen Mix, um das richtige Festigkeitsniveau zu erreichen, als wenn im wärmeren Kalifornien zur selben Jahreszeit.
Lu ist der Ansicht, dass diese intelligente KI-Software die Menge des in Betonmischungen verwendeten Zements um 20 bis 25 Prozent reduzieren könnte - und dabei gleichzeitig den Belag haltbarer und kostengünstiger macht.
Zurzeit setzen Bauunternehmen gemäss Lu oft zu viel Zement ein, weil sie auf Nummer Sicher gehen wollen. (mgt/mai)
