Symbolbild: Schlagloch
Schlaglöcher sind nicht nur unangenehm, sondern auch teuer und gefährlich. Deshalb wird in Großbritannien eine Studie finanziert, die die Lebensdauer von Straßen deutlich erhöhen soll.
Die Grundidee ist, die Temperatur zu regulieren. Denn weniger Hitze im Sommer und weniger Kälte im Winter bedeutet weniger Straßenschäden. Dabei soll das Material Graphen helfen.
Das Problem
Alleine im Jahr 2022 hat England umgerechnet 1,4 Milliarden Euro für das Reparieren von Schlaglöchern ausgegeben. Das kostet nicht nur viel Geld, sondern auch Ressourcen. 700 Tonnen CO2 werden nur dafür freigesetzt.
Hinzu kommt die Gefahr für Mensch. Seit 2018 wurden alleine durch Schlaglöcher auf Englands Straßen über 5.000 Menschen verletzt.
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Die Lösung
Das Forschungsprojekt will die Straßen mit einer aktiven Temperaturregulierung ausstatten. Das würde den Beton schonen, somit Beschädigungen verhindern und die Langlebigkeit erhöhen. Straßen müssten weniger oft erneuert werden, was Geld und Ressourcen spart.
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Graphenkapseln als Wärmespeicher
Das System soll installiert werden, wenn die Straße ohnehin gesperrt ist und erneuert werden muss. Es werden Plastikröhren mit 10mm Durchmesser im Beton verlegt – quer zur Straße, etwa alle 5 bis 10 Meter. Neben der Straße wird ein 5 bis 10 Meter tiefes Loch gegraben, in das die Wärmepumpe kommt.
Im Boden unter der Straße werden weitere Röhren verlegt, die ebenfalls mit der Wärmepumpe verbunden sind. Bei den Grabungsarbeiten wird die Erde mit winzigen Mikrokapseln angereichert. Die Kapseln sollen aus Graphit- oder Graphen-basierten Materialien bestehen und mit Paraffin oder Wachs gefüllt sein. Das Graphen kann die Wärme schnell transferieren und Wachs kann viel Wärme speichern, erklärt Benyi Cao gegenüber New Atlas, der das Forschungsprojekt an der Universität Surrey leitet.
In den Röhren fließt Wasser, das mit Frostschutzmittel versetzt ist. Ein automatisches Kontrollsystem sorgt dafür, dass die Wärmepumpe das Wasser nur pumpt, wenn tatsächlich das Heizen oder Kühlen der Straße nötig ist. Laut Cao würde eine Wärmepumpe reichen, um bei mehr als 100 Meter Straße die Temperatur zu regulieren. Dies sei weit energieeffizienter, als die elektrischen Straßenheizsysteme, die bereits an manchen Orten eingesetzt werden.
So wird das Projekt umgesetzt
Das Projekt wurde mit umgerechnet 728.000 Euro gefördert. In einem ersten Schritt werden jetzt die Mikrokapseln entwickelt. Diese seien ein sehr großer und wichtiger Teil des Projekts, so Cao.
Danach werde man ein 3 Meter langes Straßenmodell unter kontrollierten Bedingungen bauen, um die Kapseln und das System zu testen. Mit den Daten werden dann Simulationen durchgeführt, um die Langlebigkeit des Systems zu berechnen.
Verläuft alles zufriedenstellend, erfolgt ein Testlauf auf einer echten Straße. Dafür soll ein Straßenstück mit etwa 20 Metern Länge mit dem System ausgestattet werden. Dieses wird ein Jahr lang beobachtet. Mit den Informationen daraus kann das System optimiert werden. „Vielleicht müssen wir tiefer bohren, brauchen mehr Kapseln oder größere Kapseln. Oder vielleicht ist das System sogar zu effizient und wir können die Rohre weniger tief vergraben oder weniger Kapseln einsetzen, um Kosten zu sparen“, sagt Cao.
Wann der Test unter realen Bedingungen stattfinden wird, ist noch nicht bekannt.
