Lösungen für Straßeninstandhaltung und -reparatur

I. Schutzklassifizierung und anwendbare Szenarien

II. Schlüsseltechnologien und -techniken

1. Technologie zur vorbeugenden Instandhaltung

● Nebeldichtungsschicht (Nebeldichtung)

i. Technik: Mit Hochdruckgeräten wird emulgierter Asphalt oder ein Asphaltverjüngungsmittel (Dosierung 0,8-1,2 kg/m²) aufgesprüht, um die Mikrorisse im Fahrbahnbelag zu schließen und die Viskosität des Asphalts wiederherzustellen.

ii. Effekt: Bei einer Verzögerung der Alterung um 5-8 Jahre betragen die Kosten nur 1/5-1/3 der Kosten für das Fräsen und Überarbeiten.

● Mikro-Oberflächenbehandlung

i. Material: Polymermodifizierter Emulsionsasphalt + Zuschlagstoffe (3-5 mm) + Füllstoff, Dicke 5-10 mm. ii.

ii. Anwendung: Ausbesserung von Spurrillen (Tiefe ≤15 mm), Verbesserung der Griffigkeit, Verkehrsfreigabe 2 Stunden nach Baubeginn.

● Rissfüllung

i.Material: Silikondichtstoff, gummierter Asphaltkleber (Temperatur -20℃ bis 70℃).

ii.Technik: Risse reinigen (mit Druckluft ausblasen) → Erhitzen der Nutwand → Füllen mit Dichtmittel → Abkühlen der Form.

2. Technologie zur Korrekturinstandhaltung

Heißregenerationsreparatur

● Heiße Regeneration vor Ort:

Altes Pflaster erhitzen (100-130℃) → lockern → Regenerationsmittel hinzufügen → neu pflastern und walzen.

Vorteil: 100%ige Wiederverwendung des ursprünglichen Straßenbelagsmaterials, Umweltschutz und hohe Effizienz, geeignet für die kontinuierliche Instandsetzung von Schäden.

● Werksgemischte Heißregeneration:

Das Altmaterial wird zurück ins Werk transportiert und mit neuem Material vermischt (der Anteil an regeneriertem Material beträgt ≤ 30 %), das dann in der Deckschicht oder im Wurzelbereich verwendet wird.

Kaltreparatur

● Materialien: Fertige Kaltasphaltmischung (mit Additiven, kann bei -10℃ bis 40℃ verarbeitet werden).

● Szenario: Notfallreparatur, Winterbau, keine Heizungsanlage, kann nach Verdichtung für den Verkehr freigegeben werden.

3. Strukturelle Instandhaltungstechnologie

● Verstärkung der Fahrbahnunterkonstruktion durch Verpressen

Verfahren: Löcher bis zur Krankheitsschicht des Straßenunterbaus bohren (z. B. weiche Basis, Hohlraum) → Zementsuspension oder Polyurethanschaum einspritzen → auffüllen und verdichten.

Inspektion: Vor und nach dem Verpressen wird ein Geo-Radar-Vergleich durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Verdichtung um ≥20% verbessert wird.

● SCHROTTPFLASTER (SCHROTTREFORMIERUNG)

Anwendungsfall: Die Gesamtfestigkeit des alten Zementbetonbelags ist unzureichend und er muss durch einen Asphaltbelag ersetzt werden.

Verfahren: Ein Mehrhammer-Brecher zerkleinert die alte Betonplatte in 3-10 cm große Partikel → Brechen und Stabilisieren → Einbau der Spannungsabsorptionsschicht → Asphaltdeckschicht.

● Vorteil: Erhalt der ursprünglichen Straßenunterkonstruktion, Verkürzung der Bauzeit um 50 % und Reduzierung der Bauschuttemission.

4. Notfallwartungstechnologie

Schnellreparaturmaterial

● Schnellhärtender Zement: Die Festigkeit erreicht 20 MPa in 1 Stunde; wird für die Notfallreparatur von Schlaglöchern und gebrochenen Platten verwendet.

● Polymer-Verbundwerkstoffe: z. B. MMA (Methylmethacrylat)-Beschichtung, Aushärtung in 20 Minuten, verwendet für die Notfallreparatur von Flughafenlandebahnen.

Temporäre Entwässerungssysteme

● Bei starkem Regen werden mobile Pumpwagen (Fördermenge ≥500 m³/h) eingesetzt, die zusammen mit Sandsäcken die wassergefährdeten Stellen abdichten. Die Zufahrt ist innerhalb von 4 Stunden wiederhergestellt.

III. Intelligentes Instandhaltungsmanagementsystem

1. Detektions- und Bewertungstechnologie

zerstörungsfreie Prüfgeräte

● Bodenradar (GPR): Erfasst die Schichtdicke, Hohlräume und den Wassergehalt des Straßenunterbaus mit einer Genauigkeit von ±5 cm.

● Laser-Nivelliergerät: Schnelle Messung des IRI (International Leveling Index) und Bestimmung der Fahrqualität der Straßenoberfläche (IRI ≤ 2,5 m/km ist ausgezeichnet).

● Fallhammer-Biegetiefe (FWD): Instrument zur Bestimmung der Tragfähigkeit des Straßenbelags und zur Steuerung von Instandhaltungsentscheidungen.

Digitalisierte Bewertungsplattform

● erstellt „Gesundheitsdatensätze“ für Straßen, analysiert die Entwicklung von Krankheiten mithilfe von KI-Algorithmen und generiert automatisch eine Liste von Instandhaltungsprioritäten (z. B. Priorisierung von Straßenabschnitten mit RQI (Road Surface Driving Quality Index)).

2. Intelligente Planung und Überwachung

GPS-Management für Wartungsfahrzeuge

● Echtzeitverfolgung des Gerätestandorts und der Arbeitsbahn zur Optimierung der Routenplanung (z. B. wird der Abstand bei der gleichzeitigen Arbeit mehrerer Fertiger auf 5-8 m eingestellt).

Fernüberwachungssystem

● Einsatz von Dehnungsmessstreifen und Neigungssensoren in wichtigen Brücken und Tunneln mit automatischen Alarmen bei anormalen Daten (z. B. Rissausbreitungsrate > 0,2 mm / Monat).

3. Entscheidungsunterstützung mittels Big Data

Analysieren Sie historische Wartungsdaten und erstellen Sie ein Korrelationsmodell für „Krankheit – Klima – Verkehr“, zum Beispiel:

● Vor Beginn der Regenzeit sollte der Fokus auf der Überprüfung des Entwässerungssystems von wassergefährdeten Straßenabschnitten liegen;

● Verschlüsselung der Spurfestigkeitsprüfung auf stark frequentierten Abschnitten.

IV. Umweltschutz und nachhaltige Praktiken

1. Materialrecycling

● Die Recyclingquote von Altasphalt beträgt ≥95%, und das recycelte Material wird für die Deckschicht von Straßen im Erdgeschoss oder für minderwertige Straßen verwendet;

● Betonabfälle werden zu Recycling-Zuschlagstoffen verarbeitet (Verwertungsgrad ≥80%), die für temporäre Wege oder Parkstraßen verwendet werden.

2. Förderung kohlenstoffarmer Prozesse

● Erhöhung des Anteils von Warmasphalt im Straßenbau auf über 30 %, wodurch die CO₂-Emissionen um etwa 20 kg/Tonne Asphalt reduziert werden;

● Elektrische Wartungsgeräte (z. B. elektrische Walzen, Kehrmaschinen) ersetzen nach und nach benzinbetriebene Geräte und reduzieren so den Lärm um 10-15 dB.

3. Ökologische Wiederherstellung

● Zur Hangsicherung wird Vegetationsbeton (einschließlich Grassamen und Wasserspeichermittel) verwendet, mit einer Bedeckungsrate von 90 % innerhalb von 6 Monaten;

● Verwendung von trockenheitsresistenten Pflanzen (z. B. Sedum) für die Mitteltrennung, wodurch der Bewässerungsbedarf um mehr als 50 % reduziert wird.

V. Beispiele typischer Wartungsprogramme

1. Paket zur vorbeugenden Instandhaltung von Autobahnen

● Anwendbare Straßenbedingungen: 5-8 Jahre nach Inbetriebnahme der Autobahn, keine strukturellen Schäden an der Fahrbahnoberfläche, leichte Risse und Alterungserscheinungen.

● Programm:

i. Verfüllen und Abdichten von Rissen entlang der gesamten Linie (bei Rissen mit einer Breite >3 mm). ii.

ii. Mikrostrukturierte Fahrbahnoberfläche (Dicke 8 mm), beschlagfreie Dichtungsschicht an der harten Schulter. iii;

Periodizität: 1 Mal pro Jahr, 3 Jahre in Folge, Gesamtkosten um 40 % reduziert im Vergleich zur Wiederherstellung nach der Erkrankung.

2. Notfallreparatur städtischer Hauptstraßen

● Szenario: Schlagloch am frühen Morgen entdeckt (Tiefe 15 cm, Fläche 10 m²), muss innerhalb von 6 Stunden repariert werden.

● Programm:

i. Schlagloch ausschneiden (auf eine regelmäßige Form erweitern) → lose Trümmer entfernen. ii;

ii. Kaltasphaltmischung einbauen (Verdichtung in zwei Schichten, Schichtdicke jeweils ≤7 cm);

iii. Ausbringen von Steinschlagschutz, um ein Festfressen der Räder zu verhindern, und Aufstellen von provisorischen Warnschildern vor der Verkehrsfreigabe.

3. Kostengünstige Instandhaltung ländlicher Straßen

● Technologie:

● verwendet die Technologie „Schlammverfestigungskies + emulgierte Asphaltabdeckung“, um die Abriebschicht jedes Jahr vor der Regenzeit aufzufüllen;

● Die Dorfbewohner sollen mobilisiert werden, an täglichen Kontrollen teilzunehmen und jegliche Krankheitsfälle umgehend zu melden (Anreizmechanismus).

VI. Indikatoren zur Bewertung der Wirksamkeit von Naturschutzmaßnahmen

Zusammenfassung

Die Lösung für Straßeninstandhaltung und -reparatur vollzieht den Wandel von „passiver Reparatur“ zu „aktiver Prävention“ durch ein umfassendes Management der gesamten Wertschöpfungskette – von präziser Erkennung über wissenschaftliche Entscheidungsfindung und effiziente Umsetzung bis hin zum Recycling. Die zukünftige Entwicklung konzentriert sich auf Intelligenz (KI-gestützte Schadenserkennung, unbemannte Instandhaltungsmaschinen), Nachhaltigkeit (vollständig recycelte Materialien, CO₂-arme Prozesse) und Intensivierung (kollaborative Einsatzplanung mehrerer Dienste), um letztendlich die optimale Allokation von Instandhaltungsressourcen zu erreichen und den Wert der Straßeninfrastruktur zu erhalten und zu steigern.