Straßenbau: Grüne Initiativen, Infrastrukturinvestitionen und neue Technologien

Zwar befinden sich Prototypen fliegender Autos bereits in der Entwicklung, doch mit ziemlicher Sicherheit wird der weltweite Bedarf an Straßen in Zukunft nur noch zunehmen und im Jahr 2024 wird es im Straßenbausektor weiterhin jährliches Wachstum geben.

Während die Finanzierung des S-Bahn-Netzes zunimmt, wird erwartet, dass der Straßenbau stetig um zwei bis fünf Prozent steigt; weltweit dürfte sich der Wert des Straßenbaus einigen Schätzungen zufolge auf bis zu drei Billionen US-Dollar belaufen.

Angetrieben von grünen Initiativen, Investitionen in die Infrastruktur und neuen Technologien bauen die Länder ihre Autobahnen um und verbinden Gemeinden miteinander.

Das größte bestehende Straßennetz gehört den USA, mit rund 6,5 Millionen Kilometern (4 Millionen Meilen) Autobahnen in ganz Amerika, wie aus Daten der US-amerikanischen Central Intelligence Agency (CIA) hervorgeht.

Das robuste System soll im Jahr 2024 ausgebaut werden, was zum großen Teil auf die historischen Investitionen des Bundes in Infrastrukturprojekte zurückzuführen ist.

Analysen von Deloitte deuten darauf hin, dass nun große Teile des Bundesgeldes ausgegeben werden und dass „es zu einem Aufschwung bei Bauvorhaben im Fertigungsbereich, im Verkehrsbereich und bei Infrastruktur für saubere Energien kommen könnte“.

Dies sei auf „drei wichtige Gesetze zurückzuführen, die in den Jahren 2021 und 2022 verabschiedet wurden – das Infrastructure Investment and Jobs Act (IIJA), das Inflation Reduction Act (IRA) und das Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors (CHIPS) Act“.

Für Straßenbauprojekte wurden bereits Milliarden bewilligt, da bei einigen Vorhaben neue Wege gebaut werden sollen und ein anderer Teil der Mittel auch den Abriss von Straßen und Autobahnen vorsieht.

„Das Verkehrsministerium hat vor Kurzem Anträge für mehr als 3 Milliarden Dollar eingeholt, um Gemeinden wieder an das öffentliche Verkehrsnetz anzuschließen, die durch Autobahnen, Eisenbahnlinien oder andere Verkehrsinfrastruktur von wirtschaftlichen Möglichkeiten abgeschnitten waren. Das Programm ist Teil des 4 Milliarden Dollar (3,7 Milliarden Euro) schweren Programms zur Wiederanbindung von Gemeinden und Nachbarschaften“, heißt es in einer Mitteilung des Weißen Hauses.

Natürlich werden nicht alle Straßenbauprojekte in den USA mit staatlichen Mitteln finanziert. Eines der größten laufenden Projekte des Landes – das North Tarrant Express (NTE) Capacity Improvement-Projekt in Texas – wird durch künftige Mauteinnahmen aus neuen Expressspuren finanziert.

Caterpillars AP400-Fertiger (Bild: Caterpillar)

Das Projekt kostet rund 414 Millionen US-Dollar und wird die Kapazität auf einem 21 Kilometer langen Abschnitt zwischen den texanischen Städten Fort Worth und Irving verbessern.

„Das Projekt wird vollständig durch die Mauteinnahmen auf den [Schnellstraßen] finanziert“, heißt es auf der Webseite des Projekts. „Für den Bau werden keine öffentlichen Gelder verwendet.“

Das NTE-Projekt wird von North Tarrant Infrastructure entworfen und gebaut, einem Joint Venture zwischen dem niederländisch-spanischen multinationalen Unternehmen Ferrovial Agroman und dem US-amerikanischen Unternehmen WW Webber Construction.

Die vollständigen Bauarbeiten werden bis Mitte des Jahres erwartet, mit der Fertigstellung ist Anfang 2027 zu rechnen.

Ambitionierte Ziele im Straßenbau

In Indien wird das Jahr 2024 voraussichtlich ein weiteres außergewöhnliches Jahr für die Bautätigkeit sein, und Straßenabschnitte werden sicherlich ganz oben auf dieser Liste stehen oder zumindest nahe daran.

Es handelt sich um eine konzertierte Anstrengung zur Stärkung des zweitgrößten Straßennetzes der Welt, das Schätzungen zufolge 6.371.847 km (3.959.282 Meilen) lang ist.

Das indische Ministerium für Straßenverkehr gab bekannt, dass es bis zum Haushaltsjahr 2023/24 13.814 km (8.584 Meilen) Nationalstraßen bauen wolle, was ein Rekordergebnis aller Zeiten wäre. Im Haushaltsjahr 2020/21 baute Indien 13.327 km (8.281 Meilen) Straßen.

„Es entwickelt sich zu einer der am schnellsten wachsenden Volkswirtschaften der Welt“, sagt Paul Wallet, Regionaldirektor von Trimble Solutions für den Nahen Osten und Indien, und fügt hinzu, dass der regionale Markt insbesondere nach Ausbruch der Pandemie explodiert sei. „Die Bauwirtschaft wuchs im Vergleich zum Vorjahr um mehr als 10 %.“

Aus Wallets Sicht wird die Produktivität durch einen grundlegenden Wandel in der Art und Weise gesteigert, wie Indien Technologie in der Baubranche einsetzt.

Ein GOMACO GP3-Fertiger, der von einem Straßenbauerteam bedient wird (Bild: GOMACO)

„Als Covid zuschlug, arbeiteten viele Menschen mehr im herkömmlichen Sinne, aber [die Pandemie] machte es ihnen wirklich leichter, schnell auf Cloud-Dienste umzusteigen“, sagt er. „Die Projekte konnten nicht gestoppt werden. Sie mussten angesichts der Fristen, die sie hatten, weiterarbeiten.“

Er fügte hinzu, dass der Bedarf an Bauarbeiten in Verbindung mit den Einschränkungen durch die Pandemie zu einem Wandel in Indien geführt habe, da sich die Bauwirtschaft dort in den letzten Jahren zu einem rentablen und produktiven Markt für internationale Technologieunternehmen entwickelt habe.

Insbesondere in Indien ansässige und tätige Unternehmen sollen verstärkt neue Technologien aus den Bereichen 3D-Modellierung, Cloud-Software und BIM-Programme einsetzen.

Mit moderneren Mitteln als je zuvor stehen in dem Land in naher Zukunft Tausende Kilometer Straßenbauarbeiten auf dem Plan. Eines der größten – und teuersten – Projekte ist das Bharatmala-Pariyojana-Projekt.

Das Hauptziel der Verbesserung des Netzwerks besteht darin, kleinere Städte und abgelegene Gebiete mit den Megastädten des Landes wie Bengaluru, Pune und Hyderabad zu verbinden. Insgesamt werden im Rahmen des gesamten Projekts 83.677 km (51.994 Meilen) Straßen gebaut oder verbessert, was mehr als 130 Milliarden Dollar kostet.

Fortschrittliche Maschinen

Während der Bau von Straßen und Passagen eine uralte Praxis ist, haben die Maschinen und Technologien, die menschliche Arbeiter unterstützen, in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. Der in der Schweiz ansässige Ammann sagt, dass das Aufkommen moderner technischer Werkzeuge Teile der Branche zu umfassenden Verbesserungen inspiriert hat.

„Der Schwerpunkt liegt stark auf dem Austausch älterer Maschinentypen“, verrät ein Unternehmenssprecher und weist darauf hin, dass sowohl OEMs als auch Bauunternehmen auf der Suche nach Produktivitätssteigerungen, verbesserter Ergonomie und Nachhaltigkeit im Straßenbau seien.

Ammann zufolge treiben Digitalisierung und Elektrifizierung die Innovation bei Straßenfertigern, Fräsen, Planierraupen und anderen Maschinen voran. Elektrische Maschinen haben weniger oder gar keine Emissionen, produzieren aber auch weniger Lärm und sind daher ideal für „städtische Gebiete, in denen Lärm ein Problem sein kann“.

Interessanterweise seien Daten heute genauso wichtig wie die Hardware, sagt Ammann, und dank der verbesserten Technologie hätten Bauunternehmer heute Zugriff auf Daten, die auf der Baustelle und im Büro zu viel besseren Entscheidungen führen könnten.

„Sie können feststellen, ob die Verdichtung erfolgreich war. Sie können die Produktivität, den Kraftstoffverbrauch und eine Vielzahl anderer Effizienzen verfolgen. Dies ist eine Chance, Verbesserungsmöglichkeiten aufzudecken, die auf einer Baustelle den Unterschied zwischen Gewinn und Verlust ausmachen können“, sagt das Unternehmen.

Ein verbessertes Bild der neuen handgeführten Walze von Ammann – der ARW 65-S – zeigt die Mehrwegefähigkeit der Maschine im Straßenbau (Bild: Ammann)

Auch kleinere Maschinen – wie Kompaktlader – sind in den letzten Jahren auf Baustellen immer häufiger anzutreffen, da die Bauunternehmer die größeren, schwieriger zu handhabenden Maschinen entlasten möchten.

„Darüber hinaus wird die Handhabung der Maschine immer wichtiger“, weiß Ammann. „Dazu gehören elektrische/elektronische Systeme, die die Arbeit des Bedieners unterstützen oder erleichtern.“

Eine Maschine, der handgeführte Verdichter/Walze ARW 65-S von Ammann, ist ein Beispiel dafür, wie Komfort und Funktionalität die Entwicklung von Straßenbaumaschinen prägen.

„[Er] kann sich vorwärts, rückwärts und seitwärts bewegen“, sagt Ammann. „Das macht dem Bediener das Leben viel leichter und steigert zudem die Produktivität.“

Der weltweit größte OEM, das US-Unternehmen Caterpillar, hatte ein arbeitsreiches Jahr und brachte seit 2023 sechs 2,5-m-Fertigermodelle auf den Markt.

Die Gewichtsklasse von 14 bis 16 Tonnen umfasst die Asphaltfertiger Cat AP400, AP455 Mobil-trac, AP455 Steel Track, AP500, AP555 Mobil-trac und AP555 Steel Track. Die neue Kompaktserie wurde für europäische Straßenbauarbeiten entwickelt und die Maschinen werden dieses Jahr vor Ort eintreffen.

Der Einsatz kleinerer Maschinen ersetzt jedoch nicht den Bedarf an extra breiten Straßenbaueinheiten.

In den USA produziert GOMACO weiterhin große Maschinen für den Straßenbau. Eine der beliebtesten Maschinen des Unternehmens ist nach wie vor der Gleitschalungsfertiger GP3.

Der Gleitschalungsfertiger ist als Zwei- oder Vierketten-Gleitschalungsfertiger erhältlich und kann eine Breite von bis zu 9,14 m (30 Fuß) pflastern. Die automatische Rahmenverbreiterung kann bis zu 4,26 m (14 Fuß) betragen. Er kann auch mit moderner Technologie in Form von Informationsverfolgung und Objekterkennung ausgestattet werden.

Eine Landstraße führt durch den Valley of Fire State Park in der Nähe von Las Vegas, Nevada, USA (Foto: AdobeStock)

„Die intelligente Beinpositionierung des GP3 mit vier Raupen umfasst Drehsensor-Schwenkantriebe an den Schwenkarmen der einzelnen Beine des Fertigers. Die intelligenten Drehpunkte an den Beinen liefern dem exklusiven G+-Steuersystem Informationen über den Schwenkarmwinkel und arbeiten mit den Raupenrotationssensoren zusammen, um die Raupen in der geraden Lenklinie zu halten“, sagt GOMACO.

„Auf allen vier Ketten sind außerdem Schwenkantriebe mit Drehsensoren angebracht, die für ultimative intelligente Lenktechnologie und extreme Lenkung sorgen, wobei die Ketten weiter gelenkt werden können als je zuvor.“

Mit der Einführung moderner Technologien und Automatisierung sollten auch die Gesundheits- und Sicherheitsstandards sowie die Erwartungen erhöht werden, auch wenn sich die Branche noch nicht auf eine vollständige Übernahme des Straßenbaus durch künstliche Intelligenz (KI) vorbereitet.

Paul Jaworski, Produktmanager beim US-Unternehmen Minnich Manufacturing, das Dübelbohrer und Betonpflasterrüttler herstellt, sagt: „Obwohl es in der Branche vielleicht nie eine vollständig KI-gesteuerte Straßenbaumaschine geben wird, werden KI-gestützte Analysen als Hilfsmittel für das maschinelle Lernen eingesetzt und verwandeln einen Straßenfertiger in ein datengesteuertes, leistungsstarkes Produkt.“

Fokus auf Nachhaltigkeit

Letztendlich bewegt sich die Welt nicht auf eine Zukunft ohne Straßen oder menschliche Straßenbauer zu, aber die Industrie versucht, künftige Straßenbauarbeiten auf einen nachhaltigeren Weg zu bringen.

„Nachhaltigkeit ist die Richtung“, sagt Jaworski. Er geht davon aus, dass moderne Technologien den Straßenbau entscheidend dabei unterstützen werden, ihre CO2-Emissionen und ihren Fußabdruck zu reduzieren. Die von fortschrittlicher Technologie unterstützte Automatisierung dürfte dabei ein wichtiges Instrument sein.

Gekoppelt mit der Entwicklung umweltfreundlicher Asphalt- und Betonsorten handelt es sich um eine Gemeinschaftsanstrengung innerhalb des Segments.

„Die Fähigkeit, Abweichungen im [Pflaster-]Prozess zu kontrollieren und zu analysieren, ist ein Schlüssel zu nachhaltigen Praktiken, da im Beton kohlenstoffreduzierende Materialien verwendet werden“, fügt er hinzu. „Auch die Verwendung von synthetischen Fasern zur Verbesserung der Betonfestigkeit wird immer üblicher.“

Dabei handelt es sich um einen konzertierten Versuch, den Straßenbau sowohl kostengünstiger als auch umweltfreundlicher zu gestalten. Und je mehr Bauunternehmer sich dieser Mission anschließen, desto leichter dürften die Ziele zu erreichen sein.

„Allein die Investitionen in die Forschung zur Kohlenstoffreduzierung beim Betonieren öffnen die Tür zur Entwicklung von Maschinentechnologien, die früher als zu teuer galten“, bemerkt Jaworski. „Heute gilt Kohlenstoff als zu teuer für unseren Planeten, um nicht zu investieren.“