Nachhaltiger Straßenbau: Wie können wir unsere Verkehrsinfrastruktur umgestalten?

Von Catrin Jones, 7. August 2023

Die Infrastruktur muss nachhaltiger werden, und zwar eher früher als später. Catrin Jones untersucht, wie die Straßenbauindustrie Veränderungen für eine umweltfreundlichere Zukunft vornimmt.

Während die Welt mit Klimawandel und Umweltzerstörung zu kämpfen hat, sind nachhaltige Praktiken in allen Aspekten unseres Lebens von entscheidender Bedeutung – und der Straßenbau bildet da keine Ausnahme.

Der Straßenbau erfordert Aufmerksamkeit, da traditionelle Methoden zu Kohlenstoffemissionen, zur Zerstörung von Lebensräumen und zur Erschöpfung von Ressourcen beitragen. Nachhaltige Straßenbaupraktiken bieten jedoch die Möglichkeit, unsere Verkehrsinfrastruktur in einen Katalysator für positive Veränderungen zu verwandeln.

Da reduzierte Emissionen ein wichtiger Faktor sind, hat Hamm, ein Spezialist für Verdichtungsgeräte, die Tandemwalzenmodelle HD+ 70 und HD+ 80 mit einem 55,4-kW-Motor auf den Markt gebracht, der die Abgasemissionskategorie UN ECE R96 erfüllt. Diese Tandemwalzen sind für Tier-3-Märkte konzipiert und als Vibrations-, Oszillations- oder Kombinationswalzen erhältlich.

Trotz ihrer kompakten Größe bieten sie laut Hamm außergewöhnliche Fahr- und Handlingeigenschaften, die denen der schwereren Walzen der Serie ähneln. Damit eignen sie sich hervorragend für die effiziente Verdichtung von Baustellen auch bei beengten Platzverhältnissen.

Hamm ist sich der Bedeutung der Digitalisierung für die Verbesserung der Verdichtungsqualität bewusst. Deshalb stattet der Hersteller seine Maschinen mit Schnittstellen aus, die eine nahtlose Integration mit Telematiksystemen, Flottenmanagementsystemen und Smart Doc – einer App zur Verdichtungskontrolle und Dokumentation – ermöglichen.

Eine der bemerkenswerten Funktionen der HD+-Serie ist die Smart Doc-App. Die App nutzt die Bluetooth-Technologie, um wichtige Betriebsdaten von der Walze auf ein Smartphone oder Tablet zu übertragen. Bediener können den Verdichtungsfortschritt in Echtzeit auf ihren Mobilgeräten überwachen, wobei die App die Maschinendaten mit der GNSS-Position verknüpft, um genaue Standortinformationen zu erhalten.

Darüber hinaus generiert die Smart Doc-App Verdichtungsberichte im PDF-Format und eignet sich somit zur Selbstüberwachung und kontinuierlichen Verdichtungskontrolle (CCC). Ab Herbst 2023 wird Smart Doc zudem die Möglichkeit haben, die Daten aller Walzen auf einer Baustelle zu konsolidieren. Dadurch kann jedes angeschlossene Gerät die vom Team erzielte Gesamtverdichtung anzeigen und so eine Echtzeitüberwachung für die Bauleitung ermöglichen. Letztendlich erhöht diese Integration von Smart Doc die Effizienz und verbessert die Qualität der Verdichtungsvorgänge.

Die Einführung der neuen Modelle HD+ 70 und HD+ 80 durch Hamm sowie die Integration des Easy Drive-Bedienkonzepts und digitaler Schnittstellen stellt einen bedeutenden Fortschritt im nachhaltigen Straßenbau dar und zeigt, dass die Hersteller bereit sind, die notwendigen Änderungen zur Emissionsreduzierung vorzunehmen.

Zusätzlich zu Hamms Arbeit zur Emissionsreduzierung brachte Dynapac Ende 2022 nach seinem Debüt auf der Baumaschinenmesse Bauma einen Elektrofertiger auf den Markt. Das erste Elektrofertigermodell des Unternehmens wurde im Rahmen seines Z.ERA-Programms auf den Markt gebracht, um auf Maschinen mit fossilfreien Antrieben umzusteigen.

Der neue Radfertiger eCity SD1800W e wird als „Einblick in die Zukunft“ beschrieben und hat eine maximale Einbaukapazität von 350 Tonnen pro Stunde und bietet eine Einbaubreite von 4,1 m bei ausgefahrener Bohle.

Je nach Anwendung kann er mit einer einzigen Ladung bis zu vier Stunden lang betrieben werden und hat eine Einbaugeschwindigkeit von 25 m pro Minute und eine Höchstfahrgeschwindigkeit von 15 km/h.

Der eCity SD1800W e weist ein ähnliches Design wie sein dieselbetriebenes Pendant SD1800W auf und eignet sich leistungsmäßig für innerstädtische Einsätze, wie z. B. Straßeneinsätze für Radwege und Reparaturarbeiten.

„Die jüngsten Entwicklungen in der Elektromobilität haben gezeigt, dass die neue Generation elektrischer Batterien mit ihren herkömmlichen, mit fossilen Brennstoffen betriebenen Gegenstücken konkurrieren kann“, sagte Dynapac.

Nach Angaben des Herstellers kann der Akku des eCity-Geräts über den CE-konformen Typ-2-Stecker für Wechselstromsteckdosen mit 400 V, 6–32 A und 1,4 bis 22,0 kW in drei Stunden von 5 % auf bis zu 80 % aufgeladen werden.

Obwohl „das Laden während der Arbeit nicht möglich ist, kann man die Bohle mit dem Ladegerät (mit Typ 2 AC oder CCS2 DC) vorheizen, während man auf das Eintreffen des Materials wartet, und so den Batteriestand schonen“, so Dynapac.

Die bei Straßenprojekten eingesetzten Maschinen haben erhebliche Auswirkungen, aber was kann man noch tun? Ingenieure der LJMU haben ein bahnbrechendes Projekt initiiert, das darauf abzielt, die Umweltauswirkungen der Straßen Liverpools deutlich zu minimieren.

Durch die Nutzung innovativer Technologien, die an der Fakultät für Bauingenieurwesen und gebaute Umwelt entwickelt wurden, wird die Stadt in der Lage sein, neue Straßen und Gehwege aus recycelten Materialien aus abgerissener Infrastruktur zu bauen.

Professor Hassan Al Nageim, Leiter der Gruppe „Novel and Bio-Based Materials Technology“ an der LJMU, erklärte: „Dieser Ansatz wird zu erheblichen Kosteneinsparungen sowohl beim Bau neuer Straßenstrukturen als auch bei den Wiederaufbaukosten führen.“ Darüber hinaus wird es zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen führen und Störungen für Infrastrukturnutzer minimieren.“

Im Vereinigten Königreich hat der Stadtrat von Liverpool im Rahmen des Wettbewerbs „Live Labs 2: Decarbonising Local Roads“ eine Finanzierung in Höhe von 4,7 Millionen Euro vom Verkehrsministerium erhalten. Mit dieser Finanzierung werden drei Demonstrationsprojekte in Everton, Picton und Belle Vale initiiert, deren Hauptaugenmerk auf der Einbeziehung umweltfreundlicher Praktiken im gesamten Straßenentwicklungsprozess liegt, vom Entwurf bis zum Bau.

Die Stadt wird mit LJMU und Colas zusammenarbeiten, um die notwendigen materiellen Prozesse für die Umsetzung dieser Initiative zu entwickeln.

In ähnlicher Weise untersuchen Cemex und WtEnergy die Materialien, die bei Straßenprojekten verwendet werden, und wie die Nutzung von Bauschutt die neue Zukunft sein könnte. Die Unternehmen haben von der Europäischen Union 4,4 Millionen Euro für ihr innovatives Waste-to-Brennstoff-Technologieprojekt im Zementwerk Alicante in Spanien erhalten. Die Europäische Union begrüßte dieses Projekt als das erste seiner Art in der Zementindustrie.

Fernando A. González, CEO von Cemex, betonte die Bedeutung von Innovation für die Mission des Unternehmens, den Betrieb zu dekarbonisieren und die Branche in eine nachhaltigere Zukunft zu führen. Er betonte, dass Produkte und Lösungen zum Bau lebenswichtiger Strukturen beitragen und Technologien wie diese für sauberere, kohlenstoffärmere und stärker kreislauforientierte Baupraktiken sorgen.

Die von WtEnergy entwickelte Technologie namens „Clyngas“ ersetzt fossile Brennstoffe durch synthetisches Gas, das aus Abfällen und Nebenprodukten anderer Industrien gewonnen wird. Diese erhebliche Reduzierung des CO2-Fußabdrucks bietet erhebliche Umweltvorteile für Zementbetriebe.

Das Clyngas-Projekt hat das Potenzial, im Werk Alicante innerhalb eines Jahrzehnts mehr als 400.000 Tonnen CO2-Äquivalentemissionen zu reduzieren. Der Förderausschuss lobte das Projekt für seine starke Innovation, Zuverlässigkeit und die Fortschritte, die es in der Vergasungstechnologie mit sich bringt.

Ebenfalls im Vereinigten Königreich hat der Infrastrukturspezialist Balfour Beatty den Zuschlag für einen Großauftrag für den Straßenbau im Rahmen des britischen Projekts „Lower Thames Crossing“ erhalten.

Der Deal im Wert von rund 1,37 Milliarden Euro sieht den Bau von mehr als 16 Kilometern Straßen nördlich der geplanten Flussüberquerung vor, darunter eine wichtige Verbindung zur Autobahn M25 rund um London. Der britische Thames Crossing gilt als die grünste Straße, die jemals im Vereinigten Königreich gebaut wurde.

Der Umfang des von der britischen National Highways Agency vergebenen Auftrags umfasst auch den Bau von 49 Bauwerken, darunter Brücken und Viadukte, von denen viele außerhalb des Geländes mithilfe modularer Bautechniken errichtet werden.

Balfour Beatty sagte, es plane, Strukturen in einer Fabrikumgebung herzustellen, um den Bedarf an Materiallieferungen an den Standort zu reduzieren und in der Folge die CO2-Emissionen des Projekts zu reduzieren. Die Bauarbeiten sollen im Jahr 2024 beginnen, die Fertigstellung wird zwischen 2029 und 2030 erwartet.

Auf dem Höhepunkt der Bauarbeiten wird Balfour Beatty rund 2.000 Mitarbeiter direkt beschäftigen, davon etwa 150 Lehrlinge, Absolventen und Praktikanten.

Das Unternehmen wird außerdem Schulungs- und Weiterbildungsprogramme für seine Mitarbeiter einrichten und rechnet mit Ausgaben in der Größenordnung von 570 Millionen Euro für lokale Geschäfts- und Lieferkettenpartner.

Leo Quinn, Group CEO von Balfour Beatty, sagte: „Die Überquerung der Lower Thames Crossing ist ein bedeutendes Projekt – eines, das das lokale, regionale und nationale Wirtschaftswachstum ankurbeln, Beschäftigungsmöglichkeiten und neue, nachhaltige Baumethoden für die Zukunft unserer Branche schaffen wird.“

„Unsere fundierten Fachkenntnisse und unsere langjährige Erfahrung im komplexen Straßenbau, die wir durch viele Jahre erfolgreicher Lieferung im Auftrag von National Highways erworben haben, versetzen uns in die ideale Position, um dieses Projekt auf höchstem Niveau abzuwickeln.“

Darüber hinaus hat die Global Infrastructure Initiative (GII) kürzlich am 15. Juni 2023 ihre zweite Kleingruppendiskussion über die Zukunft der Straßen abgehalten. Der runde Tisch brachte Straßenentwickler und -betreiber, Institutionen für intelligente Transportsysteme (ITS) und den öffentlichen Sektor zusammen Entscheidungsträger, sich mit dem Thema umweltfreundlichere Straßen auseinanderzusetzen.

Die Bewältigung der Scope-3-Treibhausgasemissionen erwies sich als eine entscheidende Herausforderung. Scope 3 umfasst Emissionen, die nicht vom Unternehmen selbst verursacht werden und nicht das Ergebnis von Aktivitäten mit Vermögenswerten sind, die ihm gehören oder von ihm kontrolliert werden, sondern von denen, für die das Unternehmen indirekt entlang seiner Wertschöpfungskette verantwortlich ist.

Typischerweise StraßeninfrastrukturSpieler stellen fest, dass mehr als 90 % ihrer Gesamtemissionen aus Scope 3 stammen, was die Notwendigkeit einer Zusammenarbeit mit Lieferanten, Verkehrsteilnehmern, Behörden und Fördergebern unterstreicht. Trotz der Fortschritte bei der Reduzierung der Scope 1- und Scope 2-Emissionen waren sich die Teilnehmer einig, dass die Bewältigung von Scope 3 komplex ist und eine enge Zusammenarbeit mit den Behörden erfordert. Führungsqualitäten und ein effektives Stakeholder-Management wurden als wesentlich für die Weiterentwicklung von Nachhaltigkeitsinitiativen hervorgehoben.

Auch öffentliche Straßenbaubehörden wurden als entscheidend für die Förderung von Nachhaltigkeitsfortschritten anerkannt. Eine während der Diskussion durchgeführte Umfrage ergab, dass 42 % der Teilnehmer die regulatorische Unsicherheit als größtes Hindernis für die Verwirklichung grüner Straßen betrachteten. Ein leitender Angestellter wies darauf hin, dass Entscheidungen wie die Umstellung von Maut auf Free-Flow die Zustimmung des Konzessionärs erforderten. Die Teilnehmer erkannten jedoch auch an, dass Europa das Potenzial hat, einen gemeinsamen Regulierungsrahmen zu schaffen und in diesem Bereich weltweit eine Führungsrolle zu übernehmen.

Der kollektive Wille, Herausforderungen zu meistern, wurde als entscheidend hervorgehoben.

Die Diskussionsrunde beleuchtet die Herausforderungen und Chancen, die mit der Schaffung umweltfreundlicherer Straßen verbunden sind, und betont die Notwendigkeit von Zusammenarbeit, klarer Regulierung und innovativen Ansätzen, die zu einer nachhaltigen Zukunft führen werden.

Wiederverwenden vermindern Recyclen

Für den Bau einer vierten Spur auf der Autobahn A1 zwischen Lodi und Mailand wurde ein 389-Millionen-Euro-Vertrag genehmigt.

Die Region Lombardei, das Bundesministerium für Infrastruktur und Verkehr und der Autobahnbetreiber Autostrade per l'Italia (ASPI) haben eine Absichtserklärung unterzeichnet.

Im Rahmen der Vereinbarung werden etwa 16 Hektar Bäume gepflanzt, 3,4 km Lärmschutzwände installiert und ein Radwegenetz ausgebaut. Darüber hinaus werden bis zu 75 % der Materialien aus den Aushubarbeiten recycelt und wiederverwendet.

Zweiter seiner Art in Großbritannien

McPhee Mixers hat einen 26 Tonnen schweren elektrischen Betonmischer an die London Concrete-Tochtergesellschaft von Aggregate Industries geliefert. Dieses auf einem Renault Trucks-Chassis basierende Fahrzeug ist das zweite seiner Art in Großbritannien. Tarmac hatte zuvor einen ähnlichen Mischer in seinem Werk Washwood Heath in Birmingham getestet.

Der neu erworbene Mischer wird von London Concrete für den Transport von ECOPact- und Dynamax-Betonprodukten eingesetzt, um eine größtmögliche umweltfreundliche Betonversorgung zu gewährleisten.

Kirstin McCarthy, Nachhaltigkeitsdirektorin von Aggregate Industries, sagte: „Unser Vertriebsnetz ist eines der größten im britischen Baugewerbe und wird einen wichtigen Schwerpunkt bei unseren Bemühungen um Netto-Null spielen.

„Ich freue mich daher außerordentlich, dass wir bei der Innovation elektrischer Betonmischer eine Vorreiterrolle einnehmen und unsere umweltfreundlichen Baulösungen praktisch ohne Fußabdruck an Kunden in der gesamten Hauptstadt vertreiben können.“