STRABAG SE - Innovative Technik für vollautonomen Asphalteinbau auf der Autobahn 9 bei Graz erfolgreich in der Praxis erprobt

Auf der Autobahn 9 zwischen Graz und der Staatsgrenze nach Slowenien hat sich am 1.10.2024 ein Fenster zur Zukunft des Verkehrswegebaus geöffnet. Vollautonomer Asphalteinbau und selbstfahrende Absperr-Pylonen mit Objekterkennung: Im Rahmen laufender Sanierungsarbeiten auf der A 9 haben das STRABAG-Kompetenzzentrum TPA und seine Partnerinnen im EU-weiten Forschungsprojekt InfraROB (9/21–3/25) einen Teil ihrer neu entwickelten Automatisierungstechnik erfolgreich in der Praxis erprobt. Die innovativen Lösungen sollen insgesamt dazu beitragen, die Sicherheit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit beim Bau von Straßen und bei ihrer Instandhaltung nachhaltig zu verbessern. Seit rund drei Jahren und verteilt auf fünf InfraROB-Teilprojekte arbeiten daran insgesamt 15 Unternehmen und Forschungsinstitute aus acht Ländern unter Federführung der spanischen Universität Vigo. 
 
Verbesserung von Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz 
Ein vollautonom steuernder Fertiger hat den Asphalt auf dem 180 Meter langen Erprobungsabschnitt bei Spielfeld komplett automatisch eingebaut – Umsetzung und Logistik koordinierte ein STRABAG-Team aus Graz; die Autobahnbetreiberin und InfraROB-Partnerin ASFINAG stellte die Demonstrationstrecke zur Verfügung. Die TPA und ihre drei deutschen Partnerinnen im InfraRoB-Teilprojekt 1 haben damit ihr zentrales Ziel erreicht: Die nun entwickelte automatische Steuerung ist das fehlende Teilstück für den vollautonomen Asphalteinbau; sie ergänzt die innovative Mess- und Sensortechnik, die MOBA AG, TH Köln, TU Darmstadt und TPA bereits im deutschen Forschungsprojekt „Robot – Straßenbau 4.0“ erfolgreich auf die Straße gebracht haben. Die Automatisierung des Asphalteinbaus könne Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz auf Straßenbaustellen nachhaltig verbessern, betont Sebastian Czaja, Leiter der TPA-Gruppe PSS (Prozessstabilität im Straßenbau): „Das Einbaupersonal wird künftig zunehmend Controller-Aufgaben übernehmen. Es kann so auf mehr Distanz zum fließenden Verkehr arbeiten und ist damit auch weniger den Dämpfen und Aerosolen beim Einbau ausgesetzt.“ 
 
Sensorkabel automatisch in Asphaltdecke integriert 
Für die autonome Steuerung hat die MOBA (Mobile Automation) AG ein Modul entwickelt, das direkt an die digitale CAN-Bus-Schnittstelle des Asphaltfertigers angeschlossen wird und die Maschine mit den Soll-Daten des Einbauabschnitts füttert. Objekterkennungssensorik und Satellitennavigation (GNSS) halten den Fertiger beim Einbau dynamisch auf dem passenden Kurs. Zweite Innovation aus dem InfraROB-Teilprojekt 1: Durch ein neu entwickeltes Fertiger-Anbauteil wurde direkt beim Asphalteinbau auf dem A 9-Teilstück auch ein sensorbestücktes Glasfaserkabel (FOS-Kabel) erfolgreich in die Deckschicht integriert. Die verbauten Temperatur- und Bewegungssensoren geben Aufschluss über die Belastung der Asphaltdecke im Betrieb. Diese Daten lassen sich perspektivisch für die Bestandsüberwachung zur Straßenerhaltung nutzen. 
 
Mobile Roboter übernehmen Absperrung und Markierung 
Innovative Robotik aus dem Projekt InfraROB könnte künftig weitere Arbeitsschritte auf Straßenbaustellen automatisieren und damit Unfallrisiken für das Personal und Verkehrsteilnehmende deutlich senken. So übernahmen mobile Sicherheitskegelroboter die Absperrung der Erprobungsstrecke: Koordiniert und vernetzt über eine Drohne (RPAS) sorgte ein Schwarm autonom fahrende Pylonen (Kegelroboter) mit Objekterkennungssensoren für den Sicherheitsabstand zum fließenden Verkehr (Teilprojekt 4). Im Nachgang zum Asphalteinbau werden außerdem Ende Oktober kleine autonome Dreirad-Roboter mit Farbtank die Fahrbahn markieren (Teilprojekt 2). Ein ähnlich aufgebauter mobiler Roboter mit 3D-Druckkopf wurde in dem InfraROB-Teilprojekt für die Straßeninstandhaltung entwickelt: Über seinen 3D-Druckkopf soll er künftig mit einer Kaltasphaltmixtur autonom Schlaglöcher und Risse reparieren. Modulare Vorfertigung soll die Wirtschaftlichkeit von Straßenbau-Projekten verbessern: Die InfraROB-Partnerinnen im Teilprojekt 3 haben multifunktionale Schutzwandmodule entwickelt, die Schutzplanke, Rinne, Bordstein und Regenwasserkanal effizient in einem All-in-one-Betonfertigteil vereinen. Im Forschungsprojekt wurden darüber hinaus auch Modelle konzipiert, wie sich die InfraROB-Lösungen zur Verbesserung der Arbeits- und Verkehrssicherheit in die Systeme zur Straßenerhaltung (PMS) und zum Verkehrsmanagement (TMS) integrieren ließen (Teilprojekt 5). 
 
„Die Bedeutung und Zukunft der InfraROB-Automatisierungstechnik ist aus Anwenderperspektive enorm. Diese Technologien reduzieren nicht nur die körperliche Belastung der Arbeiter und reduzieren somit das Unfallrisiko, sondern erfassen kontinuierlich wichtige Parameter für die Qualitätssicherung, die besonders interessant für Straßenbetreiber sind.“, sagte Kristina Wittmann, Straßenoberbauexpertin bei ASFINAG. 
 
FORSCHUNGSPROJEKT:
InfraROB: Aufrechterhaltung von Zustand, Leistungsfähigkeit und Sicherheit der Straßeninfrastruktur durch autonome robotisierte Lösungen und Modularisierung 
 
PARTNER:INNEN: 
 
<ul type="disc">
<li>AIPSS (IT)
<li>ASFINAG (AT)
<li>CECE (BEL)
<li>FEHRL (BEL)
<li>IMC Infrastructure Management Consultants (CH) 
<li>INSITU (ES)
<li>MOBA Mobile Automation AG (DE)
<li>RINA-C (IT)
<li>TesiSystem (IT)
<li>TH Köln (DE)
<li>TinyMobileRobots (DK)
<li>TPA GmbH (STRABAG-Kompetenzzentrum, DE)
<li>TU Darmstadt (DE)
<li>Universidade do Minho (Braga, POR)
<li>Universidade de Vigo (ES, Koordination)</ul>
 
 
GEFÖRDERT DURCH: 
EU-Förderprogramm für Forschung und Innovation Horizon 2020 
 
STRABAG SE ist ein europäischer Technologiekonzern für Baudienstleistungen, führend in Innovation und Kapitalstärke. Unser Angebot umfasst sämtliche Bereiche der Bauindustrie und deckt die gesamte Bauwertschöpfungskette ab. Wir schaffen Mehrwert für unsere Kund:innen, indem wir Bauwerke ganzheitlich, über den gesamten Lebenszyklus betrachten – von der Konzeption über die Planung und Errichtung, den Betrieb und das Facility Management, bis hin zur Umnutzung oder den Rückbau. Dabei übernehmen wir Verantwortung für Mensch und Umwelt: Wir arbeiten an der Zukunft des Bauens und investieren in unsere derzeit mehr als 250 Innovationsprojekte und 400 Nachhaltigkeitsprojekte. Durch das Engagement unserer rd. 86.000 Mitarbeiter:innen erwirtschaften wir jährlich eine Leistung von etwa € 19 Mrd. 
 
Mit einem dichten Netz aus zahlreichen Tochtergesellschaften in vielen europäischen Ländern und auch auf anderen Kontinenten erweitern wir unser Einsatzgebiet weit über Österreichs und Deutschlands Grenzen hinaus. Gemeinsam, im Schulterschluss mit starken Partner:innen, verfolgen wir ein klares Ziel: klimaneutral und ressourcenschonend planen, bauen und betreiben. Infos auch unter www.strabag.com

Vollautonomer Asphalteinbau und selbstfahrende Absperr-Pylonen mit Objekterkennung: Im Rahmen laufender Sanierungsarbeiten auf der A 9 haben das STRABAG-Kompetenzzentrum TPA und seine Partnerinnen im EU-weiten Forschungsprojekt InfraROB (9/21–3/25) einen Teil ihrer neu entwickelten Automatisierungstechnik erfolgreich in der Praxis erprobt. 
 
Copyright (Fotos): STRABAG / Grafik: InfraROB 
 
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Vollautonomer Asphalteinbau und selbstfahrende Absperr-Pylonen mit Objekterkennung: Im Rahmen laufender Sanierungsarbeiten auf der A 9 haben das STRABAG-Kompetenzzentrum TPA und seine Partnerinnen im EU-weiten Forschungsprojekt InfraROB (9/21–3/25) einen Teil ihrer neu entwickelten Automatisierungstechnik erfolgreich in der Praxis erprobt. 
 
Copyright (Fotos): STRABAG / Grafik: InfraROB 
 
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Vollautonomer Asphalteinbau und selbstfahrende Absperr-Pylonen mit Objekterkennung: Im Rahmen laufender Sanierungsarbeiten auf der A 9 haben das STRABAG-Kompetenzzentrum TPA und seine Partnerinnen im EU-weiten Forschungsprojekt InfraROB (9/21–3/25) einen Teil ihrer neu entwickelten Automatisierungstechnik erfolgreich in der Praxis erprobt. 
 
Copyright (Fotos): STRABAG / Grafik: InfraROB

On 1 October 2024, a window was opened onto the future of road construction along the A9 motorway between Graz and the Slovenian border with technological innovations such as fully autonomous asphalt paving and work zone segmentation with object recognition. STRABAG’s TPA competence centre and its partners in the EU-wide research project InfraROB (9/21–3/25) have successfully tested some of their newly developed automation technology in practice during ongoing renovation works along the A9. The aim of the innovative solutions is to help improve the safety, efficiency and cost-effectiveness of road construction and maintenance works in the long term. For the past three years, a total of 15 companies and research institutes from eight different countries have been working on five InfraROB subprojects under the leadership of the University of Vigo, Spain. 
 
Improving occupational health and safety 
A fully autonomous paver laid the asphalt on the 180-metre-long trial section near Spielfeld – completely automatically, with implementation and logistics coordinated by a STRABAG team from Graz. Road operator and InfraROB partner ASFINAG provided the trial section. TPA and its three German partners in InfraROB Subproject 1 have thus achieved their central goal: the automatic control system that has now been developed is the missing piece for fully autonomous asphalt paving; it complements the innovative measurement and sensor technology that MOBA AG, TH Köln, TU Darmstadt and TPA had previously developed as part of the research project Robot – Road Construction 4.0 in Germany. The automation of asphalt paving could improve occupational health and safety on road construction sites in the long term, as Sebastian Czaja, Head of TPA Group PSS (Process Stability in Road Construction), points out: “In the future, paving staff will increasingly be performing the task of controller. They will be able to work at a greater distance from moving traffic, keeping them less exposed to vapours and aerosols during the paving process.” 
 
Sensor cable automatically integrated into asphalt surface 
MOBA (Mobile Automation) AG developed a special module for the autonomous control of the machinery that is connected directly to the digital CAN bus interface of the asphalt paver and feeds the machine with the target data for the paving section. Object recognition sensors and satellite navigation (GNSS) keep the paver dynamically on the right course during paving. A second innovation from InfraROB Subproject 1 is a newly developed paver attachment that was used to successfully integrate a sensor-equipped fibre optic cable (FOS cable) directly into the surface course during asphalt paving. The installed temperature and movement sensors further provide information about the load on the asphalt surface during use. In the future, this data can be used for the monitoring of road maintenance works. 
 
Mobile robots handle work zone segmentation and marking 
Innovative robotics from the InfraROB project could automate further work processes on road construction sites in the future, significantly reducing the risk of accidents for both workers and road users. Mobile safety cone robots, for example, were used to segment the trial section: coordinated and networked by drone (RPAS), a swarm of autonomously moving pylons (cone robots) with object recognition sensors ensured a safe distance from moving traffic (Subproject 4). Following asphalt paving, small autonomous, three-wheeled robots with paint tanks will also mark the road at the end of October (Subproject 2). A similarly constructed mobile robot with a 3D print head was developed in the InfraROB subproject for road maintenance: The robot will use its 3D print head to autonomously repair potholes and cracks with a cold asphalt mixture. Modular prefabrication, meanwhile, aims to improve the cost-effectiveness of road construction projects: The InfraROB partners in Subproject 3 have developed multifunctional crash barrier modules that efficiently combine crash barrier, gutter, curb and rainwater channel in an all-in-one precast concrete component. The research project also developed models for integrating InfraROB solutions into pavement maintenance systems (PMS) and traffic management systems (TMS) to improve work and traffic safety (Subproject 5). 
 
“The importance and future of InfraROB automation technology is enormous from a user perspective. These technologies not only reduce the physical strain on workers, reducing the risk of workplace accidents, they also continuously record important parameters for quality assurance, which are of particular interest to road operators,” says Kristina Wittmann, road superstructure expert at Austrian motorway operator ASFINAG. 
 
RESEARCH PROJECT: 
InfraROB: Maintaining integrity, performance and safety of the road infrastructure through autonomous robotized solutions and modularization 
 
PARTNERS: 
 
<ul type="disc">
<li>AIPSS (IT)
<li>ASFINAG (AT)
<li>CECE (BE)
<li>FEHRL (BE)
<li>IMC Infrastructure Management Consultants (CH) 
<li>INSITU (ES)
<li>MOBA Mobile Automation AG (DE)
<li>RINA-C (IT)
<li>TesiSystem (IT)
<li>TH Köln (DE)
<li>TinyMobileRobots (DK)
<li>TPA GmbH (STRABAG competence centre, DE)
<li>TU Darmstadt (DE)
<li>Universidade do Minho (Braga, PT)
<li>Universidade de Vigo (ES, coordination)</ul>
 
FUNDED BY: 
Horizon 2020 Framework Programme for Research and Innovation 
 
 
STRABAG SE is a European-based technology group for construction services, a leader in innovation and financial strength. Our activities span all areas of the construction industry and cover the entire construction value chain. We create added value for our clients by taking an end-to-end view of construction over the entire life cycle – from planning and design to construction, operation and facility management to redevelopment or demolition. In all of our work, we accept responsibility for people and the environment: We are shaping the future of construction and are making significant investments in our portfolio of more than 250 innovation and 400 sustainability projects. Through the hard work and dedication of our approximately 86,000 employees, we generate an annual output volume of around € 19 billion. 
 
Our dense network of subsidiaries in various European countries and on other continents extends our area of operation far beyond the borders of Austria and Germany. Working together with strong partners, we are pursuing a clear goal: to design, build and operate construction projects in a way that protects the climate and conserves resources. More information is available at www.strabag.com.

Fully autonomous asphalt paving and work zone segmentation with object recognition: STRABAG’s TPA competence centre and its partners in the EU-wide research project InfraROB (9/21–3/25) have successfully tested some of their newly developed automation technology in practice during ongoing renovation works along the A9 motorway in Austria. 
 
 
Copyright (photos): STRABAG / illustration: InfraROB 
 
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Fully autonomous asphalt paving and work zone segmentation with object recognition: STRABAG’s TPA competence centre and its partners in the EU-wide research project InfraROB (9/21–3/25) have successfully tested some of their newly developed automation technology in practice during ongoing renovation works along the A9 motorway in Austria. 
 
 
Copyright (photos): STRABAG / illustration: InfraROB 
 
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Fully autonomous asphalt paving and work zone segmentation with object recognition: STRABAG’s TPA competence centre and its partners in the EU-wide research project InfraROB (9/21–3/25) have successfully tested some of their newly developed automation technology in practice during ongoing renovation works along the A9 motorway in Austria. 
 
 
Copyright (photos): STRABAG / illustration: InfraROB

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